Search for an Axionlike Particle in B Meson Decays

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

doi:10.1103/PhysRevLett.128.131802

Axionlike particles (ALPs) are predicted in many extensions of the standard model, and their masses can naturally be well below the electroweak scale. In the presence of couplings to electroweak bosons, these particles could be emitted in flavor-changing B meson decays. We report herein a search for an ALP, a, in the reaction B-+/- -> K(+/-)a, a -> gamma gamma using data collected by the BABAR experiment at SLAC. No significant signal is observed, and 90% confidence level upper limits on the ALP coupling to electroweak bosons are derived as a function of ALP mass, improving current constraints by several orders of magnitude in the range 0.175 GeV < m(a) < 4.78 GeV.

Search for an Axionlike Particle in B Meson Decays / J. . Lees, V. Poireau, V. Tisserand, E. Grauges, A. Palano, G. Eigen, D. . Brown, Y. . Kolomensky, M. Fritsch, H. Koch, T. Schroeder, R. Cheaib, C. Hearty, T. . Mattison, J. . Mckenna, R. . So, V. . Blinov, A. . Buzykaev, V. . Druzhinin, V. . Golubev, E. . Kozyrev, E. . Kravchenko, A. . Onuchin, S. . Serednyakov, Y. . Skovpen, E. . Solodov, K. . Todyshev, A. . Lankford, B. Dey, J. . Gary, O. Long, A. . Eisner, W. . Lockman, W. Panduro Vazquez, D. . Chao, C. . Cheng, B. Echenard, K. . Flood, D. . Hitlin, J. Kim, Y. Li, D. . Lin, S. Middleton, T. . Miyashita, P. Ongmongkolkul, J. Oyang, F. . Porter, M. Röhrken, Z. Huard, B. . Meadows, B. . Pushpawela, M. . Sokoloff, L. Sun, J. . Smith, S. . 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. . Peruzzi, M. Piccolo, M. Rotondo, A. Zallo, S. Passaggio, C. Patrignani, I. Flood, N. Nguyen, B. . Shuve, H. . Lacker, B. Bhuyan, U. Mallik, C. Chen, J. Cochran, S. Prell, A. . Gritsan, N. Arnaud, M. Davier, F. Le Diberder, A. . Lutz, G. Wormser, D. . Lange, D. . Wright, J. . Coleman, E. Gabathuler, D. . Hutchcroft, D. . Payne, C. Touramanis, A. . Bevan, F. Di Lodovico, R. Sacco, G. Cowan, S. Banerjee, D. . Brown, C. . Davis, A. . Denig, W. Gradl, K. Griessinger, A. Hafner, K. . Schubert, R. . Barlow, G. . Lafferty, R. Cenci, A. Jawahery, D. . Roberts, R. Cowan, S. . Robertson, R. . Seddon, N. Neri, F. Palombo, L. Cremaldi, R. Godang, D. . Summers, P. Taras, G. De Nardo, C. Sciacca, G. Raven, C. . Jessop, J. . 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. . 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, M. De Nuccio, F. Forti, M. . Giorgi, A. Lusiani, B. Oberhof, E. Paoloni, M. Rama, G. Rizzo, J. . Walsh, L. Zani, A. . . Smith, F. Anulli, R. Faccini, F. Ferrarotto, F. Ferroni, A. Pilloni, G. Piredda, C. Bünger, S. Dittrich, O. Grünberg, M. Heß, T. Leddig, C. Voß, R. Waldi, T. Adye, F. . Wilson, S. Emery, G. Vasseur, D. Aston, C. Cartaro, M. . Convery, J. Dorfan, W. Dunwoodie, M. Ebert, R. . Field, B. . Fulsom, M. . Graham, C. Hast, W. . Innes, P. Kim, D. . . . Leith, S. Luitz, D. . Macfarlane, D. . Muller, H. Neal, B. . Ratcliff, A. Roodman, M. . Sullivan, J. Va’Vra, W. . Wisniewski, M. . Purohit, J. . Wilson, A. Randle-Conde, S. . Sekula, H. Ahmed, N. Tasneem, M. Bellis, P. . Burchat, E. . . Puccio, M. . Alam, J. . Ernst, R. Gorodeisky, N. Guttman, D. . Peimer, A. Soffer, S. . Spanier, J. . Ritchie, R. . Schwitters, J. . Izen, X. . Lou, F. Bianchi, F. De Mori, A. Filippi, D. Gamba, L. Lanceri, L. Vitale, F. Martinez-Vidal, A. Oyanguren, J. Albert, A. Beaulieu, F. . Bernlochner, G. . King, R. Kowalewski, T. Lueck, C. Miller, I. . Nugent, J. . Roney, R. . Sobie, T. . Gershon, P. . Harrison, T. . Latham, R. Prepost, S. . Wu. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - 128:13(2022 Apr 01), pp. 131802-1-131802-8. [10.1103/PhysRevLett.128.131802]

Search for an Axionlike Particle in B Meson Decays

Lees, J. P.;Poireau, V.;Tisserand, V.;Grauges, E.;Palano, A.;Eigen, G.;Brown, D. N.;Kolomensky, Yu. G.;Fritsch, M.;Koch, H.;Schroeder, T.;Cheaib, R.;Hearty, C.;Mattison, T. S.;McKenna, J. A.;So, R. Y.;Blinov, V. E.;Buzykaev, A. R.;Druzhinin, V. P.;Golubev, V. B.;Kozyrev, E. A.;Kravchenko, E. A.;Onuchin, A. P.;Serednyakov, S. I.;Skovpen, Yu. I.;Solodov, E. P.;Todyshev, K. Yu.;Lankford, A. J.;Dey, B.;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.;Li, Y.;Lin, D. X.;Middleton, S.;Miyashita, T. S.;Ongmongkolkul, P.;Oyang, J.;Porter, F. C.;Röhrken, 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.;Flood, I.;Nguyen, N.;Shuve, B. J.;Lacker, H. M.;Bhuyan, B.;Mallik, U.;Chen, C.;Cochran, J.;Prell, S.;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, Sw.;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.;Seddon, R. M.;N. Neri;F. Palombo;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.;De Nuccio, M.;Forti, F.;Giorgi, M. A.;Lusiani, A.;Oberhof, B.;Paoloni, E.;Rama, M.;Rizzo, G.;Walsh, J. J.;Zani, L.;Smith, A. J. S.;Anulli, F.;Faccini, R.;Ferrarotto, F.;Ferroni, F.;Pilloni, A.;Piredda, G.;Bünger, C.;Dittrich, S.;Grünberg, 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.;Ahmed, H.;Tasneem, N.;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.;Miller, C.;Nugent, I. M.;Roney, J. M.;Sobie, R. J.;Gershon, T. J.;Harrison, P. F.;Latham, T. E.;Prepost, R.;Wu, S. L.

2022

Abstract

Axionlike particles (ALPs) are predicted in many extensions of the standard model, and their masses can naturally be well below the electroweak scale. In the presence of couplings to electroweak bosons, these particles could be emitted in flavor-changing B meson decays. We report herein a search for an ALP, a, in the reaction B-+/- -> K(+/-)a, a -> gamma gamma using data collected by the BABAR experiment at SLAC. No significant signal is observed, and 90% confidence level upper limits on the ALP coupling to electroweak bosons are derived as a function of ALP mass, improving current constraints by several orders of magnitude in the range 0.175 GeV < m(a) < 4.78 GeV.

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
	
			1-apr-2022
		
	Rivista in ANCE
	
			PHYSICAL REVIEW LETTERS
		
	DOI
	
			https://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.131802
		
	Tipologia
	
			Article (author)
		
	Appare nelle tipologie:
	
			01 - Articolo su periodico

File in questo prodotto:

File	Dimensione	Formato
PhysRevLett.128.131802.pdf accesso aperto Tipologia: Publisher's version/PDF Dimensione 769.29 kB Formato Adobe PDF Visualizza/Apri	769.29 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/2434/921734

Citazioni

ND

17

3

IRIS Institutional Research Information System - AIR Archivio Istituzionale della Ricerca