Search for Invisible Decays of a Dark Photon Produced in e+e- Collisions at B a B ar

Lees, J.P.; Poireau, V.; Tisserand, V.; Grauges, E.; Palano, A.; Eigen, G.; Brown, D.N.; Derdzinski, M.; Giuffrida, A.; Kolomensky, Y.G.; Fritsch, M.; Koch, H.; Schroeder, T.; Hearty, C.; Mattison, T.S.; Mckenna, J.A.; R. Y., S.; Blinov, V.E.; Buzykaev, A.R.; Druzhinin, V.P.; Golubev, V.B.; Kravchenko, E.A.; Onuchin, A.P.; Serednyakov, S.I.; Skovpen, Y.I.; Solodov, E.P.; Todyshev, K.Y.; Lankford, A.J.; Gary, J.W.; Long, O.; Eisner, A.M.; Lockman, W.S.; Panduro Vazquez, W.; Chao, D.S.; Cheng, C.H.; Echenard, B.; Flood, K.T.; Hitlin, D.G.; Kim, J.; Miyashita, T.S.; Ongmongkolkul, P.; Porter, F.C.; Rohrken, M.; Huard, Z.; Meadows, B.T.; Pushpawela, B.G.; Sokoloff, M.D.; Sun, L.; Smith, J.G.; Wagner, S.R.; Bernard, D.; Verderi, M.; Bettoni, D.; Bozzi, C.; Calabrese, R.; Cibinetto, G.; Fioravanti, E.; Garzia, I.; Luppi, E.; Santoro, V.; Calcaterra, A.; De Sangro, R.; Finocchiaro, G.; Martellotti, S.; Patteri, P.; Peruzzi, I.M.; Piccolo, M.; Rotondo, M.; Zallo, A.; Passaggio, S.; Patrignani, C.; Lacker, H.M.; Bhuyan, B.; Mallik, U.; Chen, C.; Cochran, J.; Prell, S.; Ahmed, H.; Gritsan, A.V.; Arnaud, N.; Davier, M.; Le Diberder, F.; Lutz, A.M.; Wormser, G.; Lange, D.J.; Wright, D.M.; Coleman, J.P.; Gabathuler, E.; Hutchcroft, D.E.; Payne, D.J.; Touramanis, C.; Bevan, A.J.; Di Lodovico, F.; Sacco, R.; Cowan, G.; Banerjee, S.; Brown, D.N.; Davis, C.L.; Denig, A.G.; Gradl, W.; Griessinger, K.; Hafner, A.; Schubert, K.R.; Barlow, R.J.; Lafferty, G.D.; Cenci, R.; Jawahery, A.; Roberts, D.A.; Cowan, R.; Robertson, S.H.; Dey, B.; Neri, N.; Palombo, F.; Cheaib, R.; Cremaldi, L.; Godang, R.; Summers, D.J.; Taras, P.; De Nardo, G.; Sciacca, C.; Raven, G.; Jessop, C.P.; Losecco, J.M.; Honscheid, K.; Kass, R.; Gaz, A.; Margoni, M.; Posocco, M.; Simi, G.; Simonetto, F.; Stroili, R.; Akar, S.; Ben-Haim, E.; Bomben, M.; Bonneaud, G.R.; Calderini, G.; Chauveau, J.; Marchiori, G.; Ocariz, J.; Biasini, M.; Manoni, E.; Rossi, A.; Batignani, G.; Bettarini, S.; Carpinelli, M.; Casarosa, G.; Chrzaszcz, M.; Forti, F.; Giorgi, M.A.; Lusiani, A.; Oberhof, B.; Paoloni, E.; Rama, M.; Rizzo, G.; Walsh, J.J.; Smith, A.J.S.; Anulli, F.; Faccini, R.; Ferrarotto, F.; Ferroni, F.; Pilloni, A.; Piredda, G.; Bunger, C.; Dittrich, S.; Grunberg, O.; Hess, M.; Leddig, T.; Voss, C.; Waldi, R.; Adye, T.; Wilson, F.F.; Emery, S.; Vasseur, G.; Aston, D.; Cartaro, C.; Convery, M.R.; Dorfan, J.; Dunwoodie, W.; Ebert, M.; Field, R.C.; Fulsom, B.G.; Graham, M.T.; Hast, C.; Innes, W.R.; Kim, P.; Leith, D.W.G.S.; Luitz, S.; Macfarlane, D.B.; Muller, D.R.; Neal, H.; Ratcliff, B.N.; Roodman, A.; Sullivan, M.K.; Va'Vra, J.; Wisniewski, W.J.; Purohit, M.V.; Wilson, J.R.; Randle-Conde, A.; Sekula, S.J.; Bellis, M.; Burchat, P.R.; Puccio, E.M.T.; Alam, M.S.; Ernst, J.A.; Gorodeisky, R.; Guttman, N.; Peimer, D.R.; Soffer, A.; Spanier, S.M.; Ritchie, J.L.; Schwitters, R.F.; Izen, J.M.; Lou, X.C.; Bianchi, F.; De Mori, F.; Filippi, A.; Gamba, D.; Lanceri, L.; Vitale, L.; Martinez-Vidal, F.; Oyanguren, A.; Albert, J.; Beaulieu, A.; Bernlochner, F.U.; King, G.J.; Kowalewski, R.; Lueck, T.; Nugent, I.M.; Roney, J.M.; Sobie, R.J.; Tasneem, N.; Gershon, T.J.; Harrison, P.F.; Latham, T.E.; Prepost, R.; S. L., W.

doi:10.1103/PhysRevLett.119.131804

We search for single-photon events in 53 fb-1 of e+e- collision data collected with the BABAR detector at the PEP-II B-Factory. We look for events with a single high-energy photon and a large missing momentum and energy, consistent with production of a spin-1 particle A′ through the process e+e-→γA′; A′→invisible. Such particles, referred to as "dark photons," are motivated by theories applying a U(1) gauge symmetry to dark matter. We find no evidence for such processes and set 90% confidence level upper limits on the coupling strength of A′ to e+e- in the mass range mA′≤8 GeV. In particular, our limits exclude the values of the A′ coupling suggested by the dark-photon interpretation of the muon (g-2)μ anomaly, as well as a broad range of parameters for the dark-sector models.

Search for Invisible Decays of a Dark Photon Produced in e+e- Collisions at B a B ar / J.P. Lees, V. Poireau, V. Tisserand, E. Grauges, A. Palano, G. Eigen, D.N. Brown, M. Derdzinski, A. Giuffrida, Y.G. Kolomensky, M. Fritsch, H. Koch, T. Schroeder, C. Hearty, T.S. Mattison, J.A. Mckenna, R.Y. So, V.E. Blinov, A.R. Buzykaev, V.P. Druzhinin, V.B. Golubev, E.A. Kravchenko, A.P. Onuchin, S.I. Serednyakov, Y.I. Skovpen, E.P. Solodov, K.Y. Todyshev, A.J. Lankford, J.W. Gary, O. Long, A.M. Eisner, W.S. Lockman, W. Panduro Vazquez, D.S. Chao, C.H. Cheng, B. Echenard, K.T. Flood, D.G. Hitlin, J. Kim, T.S. Miyashita, P. Ongmongkolkul, F.C. Porter, M. Rohrken, Z. Huard, B.T. Meadows, B.G. Pushpawela, M.D. Sokoloff, L. Sun, J.G. Smith, S.R. Wagner, D. Bernard, M. Verderi, D. Bettoni, C. Bozzi, R. Calabrese, G. Cibinetto, E. Fioravanti, I. Garzia, E. Luppi, V. Santoro, A. Calcaterra, R. De Sangro, G. Finocchiaro, S. Martellotti, P. Patteri, I.M. Peruzzi, M. Piccolo, M. Rotondo, A. Zallo, S. Passaggio, C. Patrignani, H.M. Lacker, B. Bhuyan, U. Mallik, C. Chen, J. Cochran, S. Prell, H. Ahmed, A.V. Gritsan, N. Arnaud, M. Davier, F. Le Diberder, A.M. Lutz, G. Wormser, D.J. Lange, D.M. Wright, J.P. Coleman, E. Gabathuler, D.E. Hutchcroft, D.J. Payne, C. Touramanis, A.J. Bevan, F. Di Lodovico, R. Sacco, G. Cowan, S. Banerjee, D.N. Brown, C.L. Davis, A.G. Denig, W. Gradl, K. Griessinger, A. Hafner, K.R. Schubert, R.J. Barlow, G.D. Lafferty, R. Cenci, A. Jawahery, D.A. Roberts, R. Cowan, S.H. Robertson, B. Dey, N. Neri, F. Palombo, R. Cheaib, L. Cremaldi, R. Godang, D.J. Summers, P. Taras, G. De Nardo, C. Sciacca, G. Raven, C.P. Jessop, J.M. Losecco, K. Honscheid, R. Kass, A. Gaz, M. Margoni, M. Posocco, G. Simi, F. Simonetto, R. Stroili, S. Akar, E. Ben-Haim, M. Bomben, G.R. Bonneaud, G. Calderini, J. Chauveau, G. Marchiori, J. Ocariz, M. Biasini, E. Manoni, A. Rossi, G. Batignani, S. Bettarini, M. Carpinelli, G. Casarosa, M. Chrzaszcz, F. Forti, M.A. Giorgi, A. Lusiani, B. Oberhof, E. Paoloni, M. Rama, G. Rizzo, J.J. Walsh, A.J.S. Smith, F. Anulli, R. Faccini, F. Ferrarotto, F. Ferroni, A. Pilloni, G. Piredda, C. Bunger, S. Dittrich, O. Grunberg, M. Hess, T. Leddig, C. Voss, R. Waldi, T. Adye, F.F. Wilson, S. Emery, G. Vasseur, D. Aston, C. Cartaro, M.R. Convery, J. Dorfan, W. Dunwoodie, M. Ebert, R.C. Field, B.G. Fulsom, M.T. Graham, C. Hast, W.R. Innes, P. Kim, D.W.G.S. Leith, S. Luitz, D.B. Macfarlane, D.R. Muller, H. Neal, B.N. Ratcliff, A. Roodman, M.K. Sullivan, J. Va'Vra, W.J. Wisniewski, M.V. Purohit, J.R. Wilson, A. Randle-Conde, S.J. Sekula, M. Bellis, P.R. Burchat, E.M.T. Puccio, M.S. Alam, J.A. Ernst, R. Gorodeisky, N. Guttman, D.R. Peimer, A. Soffer, S.M. Spanier, J.L. Ritchie, R.F. Schwitters, J.M. Izen, X.C. Lou, F. Bianchi, F. De Mori, A. Filippi, D. Gamba, L. Lanceri, L. Vitale, F. Martinez-Vidal, A. Oyanguren, J. Albert, A. Beaulieu, F.U. Bernlochner, G.J. King, R. Kowalewski, T. Lueck, I.M. Nugent, J.M. Roney, R.J. Sobie, N. Tasneem, T.J. Gershon, P.F. Harrison, T.E. Latham, R. Prepost, S.L. Wu. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - 119:13(2017 Sep 28). [10.1103/PhysRevLett.119.131804]

Search for Invisible Decays of a Dark Photon Produced in e+e- Collisions at B a B ar

Lees J. P.;Poireau V.;Tisserand V.;Grauges E.;Palano A.;Eigen G.;Brown D. N.;Derdzinski M.;Giuffrida A.;Kolomensky Yu. G.;Fritsch M.;Koch H.;Schroeder T.;Hearty C.;Mattison T. S.;McKenna J. A.;So R. Y.;Blinov V. E.;Buzykaev A. R.;Druzhinin V. P.;Golubev V. B.;Kravchenko E. A.;Onuchin A. P.;Serednyakov S. I.;Skovpen Yu. I.;Solodov E. P.;Todyshev K. Yu.;Lankford A. J.;Gary J. W.;Long O.;Eisner A. M.;Lockman W. S.;Panduro Vazquez W.;Chao D. S.;Cheng C. H.;Echenard B.;Flood K. T.;Hitlin D. G.;Kim J.;Miyashita T. S.;Ongmongkolkul P.;Porter F. C.;Rohrken M.;Huard Z.;Meadows B. T.;Pushpawela B. G.;Sokoloff M. D.;Sun L.;Smith J. G.;Wagner S. R.;Bernard D.;Verderi M.;Bettoni D.;Bozzi C.;Calabrese R.;Cibinetto G.;Fioravanti E.;Garzia I.;Luppi E.;Santoro V.;Calcaterra A.;De Sangro R.;Finocchiaro G.;Martellotti S.;Patteri P.;Peruzzi I. M.;Piccolo M.;Rotondo M.;Zallo A.;Passaggio S.;Patrignani C.;Lacker H. M.;Bhuyan B.;Mallik U.;Chen C.;Cochran J.;Prell S.;Ahmed H.;Gritsan A. V.;Arnaud N.;Davier M.;Le Diberder F.;Lutz A. M.;Wormser G.;Lange D. J.;Wright D. M.;Coleman J. P.;Gabathuler E.;Hutchcroft D. E.;Payne D. J.;Touramanis C.;Bevan A. J.;Di Lodovico F.;Sacco R.;Cowan G.;Banerjee S.;Brown D. N.;Davis C. L.;Denig A. G.;Gradl W.;Griessinger K.;Hafner A.;Schubert K. R.;Barlow R. J.;Lafferty G. D.;Cenci R.;Jawahery A.;Roberts D. A.;Cowan R.;Robertson S. H.;Dey B.;N. Neri;F. Palombo;Cheaib R.;Cremaldi L.;Godang R.;Summers D. J.;Taras P.;De Nardo G.;Sciacca C.;Raven G.;Jessop C. P.;Losecco J. M.;Honscheid K.;Kass R.;Gaz A.;Margoni M.;Posocco M.;Simi G.;Simonetto F.;Stroili R.;Akar S.;Ben-Haim E.;Bomben M.;Bonneaud G. R.;Calderini G.;Chauveau J.;Marchiori G.;Ocariz J.;Biasini M.;Manoni E.;Rossi A.;Batignani G.;Bettarini S.;Carpinelli M.;Casarosa G.;Chrzaszcz M.;Forti F.;Giorgi M. A.;Lusiani A.;Oberhof B.;Paoloni E.;Rama M.;Rizzo G.;Walsh J. J.;Smith A. J. S.;Anulli F.;Faccini R.;Ferrarotto F.;Ferroni F.;Pilloni A.;Piredda G.;Bunger C.;Dittrich S.;Grunberg O.;Hess M.;Leddig T.;Voss C.;Waldi R.;Adye T.;Wilson F. F.;Emery S.;Vasseur G.;Aston D.;Cartaro C.;Convery M. R.;Dorfan J.;Dunwoodie W.;Ebert M.;Field R. C.;Fulsom B. G.;Graham M. T.;Hast C.;Innes W. R.;Kim P.;Leith D. W. G. S.;Luitz S.;Macfarlane D. B.;Muller D. R.;Neal H.;Ratcliff B. N.;Roodman A.;Sullivan M. K.;Va'Vra J.;Wisniewski W. J.;Purohit M. V.;Wilson J. R.;Randle-Conde A.;Sekula S. J.;Bellis M.;Burchat P. R.;Puccio E. M. T.;Alam M. S.;Ernst J. A.;Gorodeisky R.;Guttman N.;Peimer D. R.;Soffer A.;Spanier S. M.;Ritchie J. L.;Schwitters R. F.;Izen J. M.;Lou X. C.;Bianchi F.;De Mori F.;Filippi A.;Gamba D.;Lanceri L.;Vitale L.;Martinez-Vidal F.;Oyanguren A.;Albert J.;Beaulieu A.;Bernlochner F. U.;King G. J.;Kowalewski R.;Lueck T.;Nugent I. M.;Roney J. M.;Sobie R. J.;Tasneem N.;Gershon T. J.;Harrison P. F.;Latham T. E.;Prepost R.;Wu S. L.

2017

Abstract

We search for single-photon events in 53 fb-1 of e+e- collision data collected with the BABAR detector at the PEP-II B-Factory. We look for events with a single high-energy photon and a large missing momentum and energy, consistent with production of a spin-1 particle A′ through the process e+e-→γA′; A′→invisible. Such particles, referred to as "dark photons," are motivated by theories applying a U(1) gauge symmetry to dark matter. We find no evidence for such processes and set 90% confidence level upper limits on the coupling strength of A′ to e+e- in the mass range mA′≤8 GeV. In particular, our limits exclude the values of the A′ coupling suggested by the dark-photon interpretation of the muon (g-2)μ anomaly, as well as a broad range of parameters for the dark-sector models.

Scheda breve

Scheda completa

Scheda completa (DC)

	Settori scientifico-disciplinari dell'articolo
	
				Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare
			
	Data di pubblicazione
	
				28-set-2017
			
	Rivista in ANCE
	
				PHYSICAL REVIEW LETTERS
			
	DOI
	
				https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.131804
			
	Tipologia
	
				Article (author)
			
	Appare nelle tipologie:
	
				01 - Articolo su periodico

File in questo prodotto:

File	Dimensione	Formato
1702.03327.pdf accesso aperto Tipologia: Pre-print (manoscritto inviato all'editore) Dimensione 666.67 kB Formato Adobe PDF Visualizza/Apri	666.67 kB	Adobe PDF	Visualizza/Apri

Pubblicazioni consigliate

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/2434/654519

Citazioni

2

312

249

IRIS Institutional Research Information System - AIR Archivio Istituzionale della Ricerca