arXivDaily arXiv每日学术速递 周一至周五更新
arXiv 2012.02538hep-ex
收藏

在Belle寻找$B^0 \to A^{\prime} A^{\prime}$、$A^{\prime} \to e^+ e^-$、$μ^+ μ^-$和$π^+ π^-$衰变中的暗光子

Search for the dark photon in $B^0 \to A^{\prime} A^{\prime}$, $A^{\prime} \to e^+ e^-$, $μ^+ μ^-$, and $π^+ π^-$ decays at Belle

S. -H. Park, Y. -J. Kwon, I. Adachi, H. Aihara, S. Al Said, D. M. Asner, H. Atmacan, T. Aushev, R. Ayad, V. Babu, P. Behera, J. Bennett, M. Bessner, V. Bhardwaj… 展开作者

S. -H. Park, Y. -J. Kwon, I. Adachi, H. Aihara, S. Al Said, D. M. Asner, H. Atmacan, T. Aushev, R. Ayad, V. Babu, P. Behera, J. Bennett, M. Bessner, V. Bhardwaj, B. Bhuyan, T. Bilka, J. Biswal, G. Bonvicini, A. Bozek, M. Bračko, T. E. Browder, M. Campajola, L. Cao, D. Červenkov, M. -C. Chang, P. Chang, A. Chen, B. G. Cheon, K. Chilikin, H. E. Cho, K. Cho, S. -J. Cho, S. -K. Choi, Y. Choi, S. Choudhury, D. Cinabro, S. Cunliffe, S. Das, N. Dash, G. De Nardo, F. Di Capua, J. Dingfelder, Z. Doležal, T. V. Dong, S. Eidelman, D. Epifanov, D. Ferlewicz, B. G. Fulsom, R. Garg, V. Gaur, A. Garmash, A. Giri, P. Goldenzweig, Y. Guan, K. Gudkova, C. Hadjivasiliou, T. Hara, O. Hartbrich, K. Hayasaka, H. Hayashii, M. T. Hedges, M. Hernandez Villanueva, W. -S. Hou, C. -L. Hsu, K. Huang, T. Iijima, K. Inami, G. Inguglia, A. Ishikawa, R. Itoh, M. Iwasaki, Y. Iwasaki, W. W. Jacobs, I. Jaegle, E. -J. Jang, H. B. Jeon, S. Jia, Y. Jin, C. W. Joo, K. K. Joo, K. H. Kang, G. Karyan, T. Kawasaki, C. Kiesling, D. Y. Kim, K. -H. Kim, S. H. Kim, Y. -K. Kim, K. Kinoshita, P. Kodyš, T. Konno, S. Korpar, D. Kotchetkov, P. Križan, R. Kroeger, P. Krokovny, T. Kuhr, M. Kumar, K. Kumara, K. Lalwani, I. S. Lee, S. C. Lee, C. H. Li, J. Li, L. K. Li, Y. B. Li, L. Li Gioi, J. Libby, K. Lieret, Z. Liptak, D. Liventsev, T. Luo, J. MacNaughton, C. MacQueen, M. Masuda, T. Matsuda, D. Matvienko, M. Merola, F. Metzner, K. Miyabayashi, R. Mizuk, G. B. Mohanty, S. Mohanty, T. Mori, H. -G. Moser, M. Mrvar, R. Mussa, M. Nakao, Z. Natkaniec, A. Natochii, L. Nayak, M. Nayak, M. Niiyama, N. K. Nisar, S. Nishida, S. Ogawa, H. Ono, Y. Onuki, P. Oskin, P. Pakhlov, G. Pakhlova, S. Pardi, C. W. Park, H. Park, S. Patra, S. Paul, T. K. Pedlar, R. Pestotnik, L. E. Piilonen, T. Podobnik, V. Popov, E. Prencipe, M. T. Prim, M. Ritter, M. Röhrken, A. Rostomyan, N. Rout, G. Russo, Y. Sakai, S. Sandilya, A. Sangal, L. Santelj, T. Sanuki, V. Savinov, G. Schnell, J. Schueler, C. Schwanda, Y. Seino, K. Senyo, M. E. Sevior, M. Shapkin, C. Sharma, C. P. Shen, J. -G. Shiu, A. Sokolov, E. Solovieva, S. Stanič, M. Starič, Z. S. Stottler, J. F. Strube, M. Sumihama, K. Sumisawa, T. Sumiyoshi, W. Sutcliffe, M. Takizawa, K. Tanida, F. Tenchini, M. Uchida, T. Uglov, Y. Unno, S. Uno, P. Urquijo, S. E. Vahsen, R. Van Tonder, G. Varner, K. E. Varvell, A. Vinokurova, V. Vorobyev, E. Waheed, C. H. Wang, E. Wang, M. -Z. Wang, P. Wang, M. Watanabe, S. Watanuki, S. Wehle, E. Won, X. Xu, B. D. Yabsley, W. Yan, S. B. Yang, H. Ye, J. Yelton, J. H. Yin, Y. Yusa, Z. P. Zhang, V. Zhilich, V. Zhukova, V. Zhulanov

摘要:

我们提出了一个搜索的暗光子$A^{\prime}$的$B^0 \to A^{\prime} A^{\prime}$衰变,其中$A^{\prime}$随后衰变到$e^+ e^-$,$μ^+ μ^-$,和$π^+ π^-$。搜索是通过分析$772 \times 10^6$ $B\overline{B}$事件收集的贝尔探测器在KEKB $e^+ e^-$能量不对称对撞机在$Υ(4S)$共振。在暗光子质量范围$0.01~\mathrm{GeV}/c^2 \le m_{A^{\prime}} \le 2.62~\mathrm{GeV}/c^2$中没有发现信号,并且我们将$B^0 \to A^{\prime} A^{\prime}$的分支分数的上限设置为90%置信水平。支化分数的乘积$\mathcal{B}(B^0 \to A^{\prime} A^{\prime}) \times \mathcal{B}(A^{\prime} \to e^+ e^-)^2$和$\mathcal{B}(B^0 \to A^{\prime} A^{\prime}) \times \mathcal{B}(A^{\prime} \to μ^+ μ^-)^2$具有$10^{-8}$级的极限,这取决于$A^{\prime}$的质量。此外,考虑到$A^{\prime}$对每对带电粒子的衰减速率,$\mathcal{B}(B^0 \to A^{\prime} A^{\prime})$的上限为$10^{-8}$-$10^{-5}$的数量级。从$\mathcal{B}(B^0 \to A^{\prime} A^{\prime})$的上限出发,我们得到了每一个暗光子和暗Higgs质量的Higgs门耦合。希格斯门耦合的顺序是在$m_{h'} \simeq m_{B^0} \pm 40~\mathrm{MeV}/c^2$处的$10^{-2}$ - $10^{-1}$和在$m_{h'} \simeq m_{B^0} \pm 3~\mathrm{GeV}/c^2$处的$10^{-1}$ - $1$。

英文摘要:

We present a search for the dark photon $A^{\prime}$ in the $B^0 \to A^{\prime} A^{\prime}$ decays, where $A^{\prime}$ subsequently decays to $e^+ e^-$, $μ^+ μ^-$, and $π^+ π^-$. The search is performed by analyzing $772 \times 10^6$ $B\overline{B}$ events collected by the Belle detector at the KEKB $e^+ e^-$ energy-asymmetric collider at the $Υ(4S)$ resonance. No signal is found in the dark photon mass range $0.01~\mathrm{GeV}/c^2 \le m_{A^{\prime}} \le 2.62~\mathrm{GeV}/c^2$, and we set upper limits of the branching fraction of $B^0 \to A^{\prime} A^{\prime}$ at the 90\% confidence level. The products of branching fractions, $\mathcal{B}(B^0 \to A^{\prime} A^{\prime}) \times \mathcal{B}(A^{\prime} \to e^+ e^-)^2$ and $\mathcal{B}(B^0 \to A^{\prime} A^{\prime}) \times \mathcal{B}(A^{\prime} \to μ^+ μ^-)^2$, have limits of the order of $10^{-8}$ depending on the $A^{\prime}$ mass. Furthermore, considering $A^{\prime}$ decay rate to each pair of charged particles, the upper limits of $\mathcal{B}(B^0 \to A^{\prime} A^{\prime})$ are of the order of $10^{-8}$-$10^{-5}$. From the upper limits of $\mathcal{B}(B^0 \to A^{\prime} A^{\prime})$, we obtain the Higgs portal coupling for each assumed dark photon and dark Higgs mass. The Higgs portal couplings are of the order of $10^{-2}$-$10^{-1}$ at $m_{h'} \simeq m_{B^0} \pm 40~\mathrm{MeV}/c^2$ and $10^{-1}$-$1$ at $m_{h'} \simeq m_{B^0} \pm 3~\mathrm{GeV}/c^2$.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

↑