Search for A′→μ+μ− decays

Aaij, R. et al. (2020) Search for A′→μ+μ− decays. Physical Review Letters, 124(4), 041801. (doi: 10.1103/PhysRevLett.124.041801)

Abstract

Searches are performed for both promptlike and long-lived dark photons, A ′ , produced in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV. These searches look for A ′ → μ + μ − decays using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 5.5     fb − 1 collected with the LHCb detector. Neither search finds evidence for a signal, and 90% confidence-level exclusion limits are placed on the γ – A ′ kinetic mixing strength. The promptlike A ′ search explores the mass region from near the dimuon threshold up to 70 GeV and places the most stringent constraints to date on dark photons with 214 < m ( A ′ ) ≲ 740     MeV and 10.6 < m ( A ′ ) ≲ 30     GeV . The search for long-lived A ′ → μ + μ − decays places world-leading constraints on low-mass dark photons with lifetimes O ( 1 )     ps .

• Item Type: Articles
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Dean, Cameron and Ogilvy, Mr Stephen and Seman Bobulska, Dana and Alexander, Dr Michael and Soler, Professor Paul and Schiller, Dr Manuel and Friday, David and Douglas, Lauren and Coombs, George and Traill, Mr Murdo and Spradlin, Dr Patrick and Cooke, Miss Naomi and Eklund, Prof Lars and Longstaff, Iain Richard
• Authors: Aaij, R., Abellán Beteta, C., Ackernley, T., Adeva, B., Adinolfi, M., Afsharnia, H., Aidala, C. A., Aiola, S., Ajaltouni, Z., Akar, S., Albicocco, P., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Alkhazov, G., Alvarez Cartelle, P., Alves, A. A., Amato, S., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andreassi, G., Andreotti, M., Archilli, F., Arnau Romeu, J., Artamonov, A., Artuso, M., Arzymatov, K., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bachmann, S., Back, J. J., Baker, S., Balagura, V., Baldini, W., Baranov, A., Barlow, R. J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Baryshnikov, F., Bassi, G., Batozskaya, V., Batsukh, B., Battig, A., Battista, V., Bay, A., Becker, M., Bedeschi, F., Bediaga, I., Beiter, A., Bel, L. J., Belavin, V., Belin, S., Beliy, N., Bellee, V., Belous, K., Belyaev, I., Bencivenni, G., Ben-Haim, E., Benson, S., Beranek, S., Berezhnoy, A., Bernet, R., Berninghoff, D., Bernstein, H. 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• College/School: College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy
• Journal Name: Physical Review Letters
• Publisher: American Physical Society
• ISSN: 0031-9007
• ISSN (Online): 1079-7114
• Published Online: 29 January 2020
• Copyright Holders: Copyright © 2020 CERN, for the LHCb Collaboration
• First Published: First published in Physical Review Letters 124(4): 041801
• Publisher Policy: Reproduced under a Creative Commons License