Sensitivity of the SHiP experiment to dark photons decaying to a pair of charged particles
Ahdida, C.; Akmete, A.; Albanese, R.; Alexandrov, A.; Anokhina, A.; Aoki, S.; Arduini, G.; Atkin, E.; Azorskiy, N.; Back, J. J.; Bagulya, A.; Baaltasar Dos Santos, F.; Baranov, A.; Bardou, F.; Barker, G. J.; Battistin, M.; Bauche, J.; Bay, A.; Bayliss, V; Bencivenni, G.; Berdnikov, A. Y.; Berdnikov, Y. A.; Bertani, M.; Betancourt, C.; Bezshyiko, I; Bezshyyko, O.; Bick, D.; Bieschke, S.; Blanco, A.; Boehm, J.; Bogomilov, M.; Boiarska, I; Bondarenko, K.; Bonivento, W. M.; Borburgh, J.; Boyarsky, A.; Brenner, R.; Breton, D.; Buescher, V; Buonaura, A.; Buontempo, S.; Cadeddu, S.; Calcaterra, A.; Calviani, M.; Campanelli, M.; Casolino, M.; Charitonidis, N.; Chau, P.; Chauveau, J.; Chepurnov, A.; Chernyavskiy, M.; Choi, K-Y; Chumakov, A.; Ciambrone, P.; Cicero, V; Congedo, L.; Cornelis, K.; Cristinziani, M.; Crupano, A.; Dallavalle, G. M.; Datwyler, A.; D'Ambrosio, N.; D'Appollonio, G.; de Asmundis, R.; De Carvalho Saraiva, J.; De Lellis, G.; de Magistris, M.; De Roeck, A.; De Serio, M.; De Simone, D.; Dedenko, L.; Dergachev, P.; Di Crescenzo, A.; Di Giulio, L.; Di Marco, N.; Dib, C.; Dijkstra, H.; Dmitrenko, V; Dougherty, L. A.; Dolmatov, A.; Domenici, D.; Donskov, S.; Drohan, V; Dubreuil, A.; Durhan, O.; Ehlert, M.; Elikkaya, E.; Enik, T.; Etenko, A.; Fabbri, F.; Fedin, O.; Fedotovs, F.; Felici, G.; Ferrillo, M.; Ferro-Luzzi, M.; Filippov, K.; Fini, R. A.; Fonte, P.; Franco, C.; Fraser, M.; Fresa, R.; Froeschl, R.; Fukuda, T.; Galati, G.; Gall, J.; Gatignon, L.; Gavrilov, G.; Gentile, V; Goddard, B.; Golinka-Bezshyyko, L.; Golovatiuk, A.; Golovtsov, V; Golubkov, D.; Golutvin, A.; Gorbounov, P.; Gorbunov, D.; Gorbunov, S.; Gorkavenko, V; Gorshenkov, M.; Grachev, V; Grandchamp, A. L.; Graverini, E.; Grenard, J-L; Grenier, D.; Grichine, V; Gruzinskii, N.; Guler, A. M.; Guz, Yu; Haefeli, G. J.; Hagner, C.; Hakobyan, H.; Harris, I. W.; van Herwijnen, E.; Hessler, C.; Hollnagel, A.; Hosseini, B.; Hushchyn, M.; Iaselli, G.; Iuliano, A.; Jacobsson, R.; Jokovic, D.; Jonker, M.; Kadenko, I; Kain, V; Kaiser, B.; Kamiscioglu, C.; Karpenkov, D.; Kershaw, K.; Khabibullin, M.; Khalikov, E.; Khaustov, G.; Khoriauli, G.; Khotyantsev, A.; Kim, Y. G.; Kim, V; Kitagawa, N.; Ko, J-W; Kodama, K.; Kolesnikov, A.; Kolev, D., I; Kolosov, V; Komatsu, M.; Kono, A.; Konovalova, N.; Kormannshaus, S.; Korol, I; Korol'ko, I; Korzenev, A.; Kostyukhin, V; Platia, E. Koukovini; Kovalenko, S.; Krasilnikova, I; Kudenko, Y.; Kurbatov, E.; Kurbatov, P.; Kurochka, V; Kuznetsova, E.; Lacker, H. M.; Lamont, M.; Lanfranchi, G.; Lantwin, O.; Lauria, A.; Lee, K. S.; Lee, K. Y.; Leonardo, N.; Levy, J-M; Loschiavo, V. P.; Lopes, L.; Lopez Sola, E.; Lyubovitskij, V; Maalmi, J.; Magnan, A-M; Maleev, V; Malinin, A.; Manabe, Y.; Managadze, A. K.; Manfredi, M.; Marsh, S.; Marshall, A. M.; Mefodev, A.; Mermod, P.; Miano, A.; Mikado, S.; Mikhaylov, Yu; Milstead, D. A.; Mineev, O.; Montanari, A.; Montesi, M. C.; Morishima, K.; Movchan, S.; Muttoni, Y.; Naganawa, N.; Nakamura, M.; Nakano, T.; Nasybulin, S.; Ninin, P.; Nishio, A.; Obinyakov, B.; Ogawa, S.; Okateva, N.; Opitz, B.; Osborne, J.; Ovchynnikov, M.; Owtscharenko, N.; Owen, P. H.; Pacholek, P.; Paoloni, A.; Park, B. D.; Pastore, A.; Patel, M.; Pereyma, D.; Perillo-Marcone, A.; Petkov, G. L.; Petridis, K.; Petrov, A.; Podgrudkov, D.; Poliakov, V; Polukhina, N.; Prieto, J. Prieto; Prokudin, M.; Prota, A.; Quercia, A.; Rademakers, A.; Rakai, A.; Ratnikov, F.; Rawlings, T.; Redi, F.; Ricciardi, S.; Rinaldesi, M.; Rodin, Volodymyr; Rodin, Viktor; Robbe, P.; Cavalcante, A. B. Rodrigues; Roganova, T.; Rokujo, H.; Rosa, G.; Rovelli, T.; Ruchayskiy, O.; Ruf, T.; Samoylenko, V; Samsonov, V; Galan, F. Sanchez; Diaz, P. Santos; Ull, A. Sanz; Saputi, A.; Sato, O.; Savchenko, E. S.; Schliwinski, J. S.; Schmidt-Parzefall, W.; Serra, N.; Sgobba, S.; Shadura, O.; Shakin, A.; Shaposhnikov, M.; Shatalov, P.; Shchedrina, T.; Shchutska, L.; Shevchenko, V; Shibuya, H.; Shirobokov, S.; Shustov, A.; Silverstein, S. B.; Simone, S.; Simoniello, R.; Skorokhvatov, M.; Smirnov, S.; Soares, G.; Sohn, J. Y.; Sokolenko, A.; Solodko, E.; Starkov, N.; Stoel, L.; Stramaglia, M. E.; Sukhonos, D.; Suzuki, Y.; Takahashi, S.; Tastet, J. L.; Teterin, P.; Naing, S. Than; Timiryasov, I; Tioukov, V; Tommasini, D.; Torii, M.; Tosi, N.; Treille, D.; Tsenov, R.; Ulin, S.; Ursov, E.; Ustyuzhanin, A.; Uteshev, Z.; Uvarov, L.; Vankova-Kirilova, G.; Vannucci, F.; Venturi, V.; Vidulin, I; Vilchinski, S.; Vincke, Heinz; Vincke, Helmut; Visone, C.; Vlasik, K.; Volkov, A.; Voronkov, R.; van Waasen, S.; Wanke, R.; Wertelaers, P.; Williams, O.; Woo, J-K; Wurm, M.; Xella, S.; Yilmaz, D.; Yilmazer, A. U.; Yoon, C. S.; Zaytsev, Yu; Zelenov, A.; Zimmerman, J.; SHiP Collaboration
2021
Files
Abstract
Dark photons are hypothetical massive vector particles that could mix with ordinary photons. The simplest theoretical model is fully characterised by only two parameters: the mass of the dark photon m(gamma)D and its mixing parameter with the photon, epsilon. The sensitivity of the SHiP detector is reviewed for dark photons in the mass range between 0.002 and 10 GeV. Different productionmechanisms are simulated, with the dark photons decaying to pairs of visible fermions, including both leptons and quarks. Exclusion contours are presented and compared with those of past experiments. The SHiP detector is expected to have a unique sensitivity for m. D ranging between 0.8 and 3.3(-0.5)(+0.2) GeV, and epsilon(2) ranging between 10(-11) and 10(-17).
Details
Title
Sensitivity of the SHiP experiment to dark photons decaying to a pair of charged particles
Author(s)
Ahdida, C. ; Akmete, A. ; Albanese, R. ; Alexandrov, A. ; Anokhina, A. ; Aoki, S. ; Arduini, G. ; Atkin, E. ; Azorskiy, N. ; Back, J. J. ; Bagulya, A. ; Baaltasar Dos Santos, F. ; Baranov, A. ; Bardou, F. ; Barker, G. J. ; Battistin, M. ; Bauche, J. ; Bay, A. ; Bayliss, V ; Bencivenni, G. ; Berdnikov, A. Y. ; Berdnikov, Y. A. ; Bertani, M. ; Betancourt, C. ; Bezshyiko, I ; Bezshyyko, O. ; Bick, D. ; Bieschke, S. ; Blanco, A. ; Boehm, J. ; Bogomilov, M. ; Boiarska, I ; Bondarenko, K. ; Bonivento, W. M. ; Borburgh, J. ; Boyarsky, A. ; Brenner, R. ; Breton, D. ; Buescher, V ; Buonaura, A. ; Buontempo, S. ; Cadeddu, S. ; Calcaterra, A. ; Calviani, M. ; Campanelli, M. ; Casolino, M. ; Charitonidis, N. ; Chau, P. ; Chauveau, J. ; Chepurnov, A. ; Chernyavskiy, M. ; Choi, K-Y ; Chumakov, A. ; Ciambrone, P. ; Cicero, V ; Congedo, L. ; Cornelis, K. ; Cristinziani, M. ; Crupano, A. ; Dallavalle, G. M. ; Datwyler, A. ; D'Ambrosio, N. ; D'Appollonio, G. ; de Asmundis, R. ; De Carvalho Saraiva, J. ; De Lellis, G. ; de Magistris, M. ; De Roeck, A. ; De Serio, M. ; De Simone, D. ; Dedenko, L. ; Dergachev, P. ; Di Crescenzo, A. ; Di Giulio, L. ; Di Marco, N. ; Dib, C. ; Dijkstra, H. ; Dmitrenko, V ; Dougherty, L. A. ; Dolmatov, A. ; Domenici, D. ; Donskov, S. ; Drohan, V ; Dubreuil, A. ; Durhan, O. ; Ehlert, M. ; Elikkaya, E. ; Enik, T. ; Etenko, A. ; Fabbri, F. ; Fedin, O. ; Fedotovs, F. ; Felici, G. ; Ferrillo, M. ; Ferro-Luzzi, M. ; Filippov, K. ; Fini, R. A. ; Fonte, P. ; Franco, C. ; Fraser, M. ; Fresa, R. ; Froeschl, R. ; Fukuda, T. ; Galati, G. ; Gall, J. ; Gatignon, L. ; Gavrilov, G. ; Gentile, V ; Goddard, B. ; Golinka-Bezshyyko, L. ; Golovatiuk, A. ; Golovtsov, V ; Golubkov, D. ; Golutvin, A. ; Gorbounov, P. ; Gorbunov, D. ; Gorbunov, S. ; Gorkavenko, V ; Gorshenkov, M. ; Grachev, V ; Grandchamp, A. L. ; Graverini, E. ; Grenard, J-L ; Grenier, D. ; Grichine, V ; Gruzinskii, N. ; Guler, A. M. ; Guz, Yu ; Haefeli, G. J. ; Hagner, C. ; Hakobyan, H. ; Harris, I. W. ; van Herwijnen, E. ; Hessler, C. ; Hollnagel, A. ; Hosseini, B. ; Hushchyn, M. ; Iaselli, G. ; Iuliano, A. ; Jacobsson, R. ; Jokovic, D. ; Jonker, M. ; Kadenko, I ; Kain, V ; Kaiser, B. ; Kamiscioglu, C. ; Karpenkov, D. ; Kershaw, K. ; Khabibullin, M. ; Khalikov, E. ; Khaustov, G. ; Khoriauli, G. ; Khotyantsev, A. ; Kim, Y. G. ; Kim, V ; Kitagawa, N. ; Ko, J-W ; Kodama, K. ; Kolesnikov, A. ; Kolev, D., I ; Kolosov, V ; Komatsu, M. ; Kono, A. ; Konovalova, N. ; Kormannshaus, S. ; Korol, I ; Korol'ko, I ; Korzenev, A. ; Kostyukhin, V ; Platia, E. Koukovini ; Kovalenko, S. ; Krasilnikova, I ; Kudenko, Y. ; Kurbatov, E. ; Kurbatov, P. ; Kurochka, V ; Kuznetsova, E. ; Lacker, H. M. ; Lamont, M. ; Lanfranchi, G. ; Lantwin, O. ; Lauria, A. ; Lee, K. S. ; Lee, K. Y. ; Leonardo, N. ; Levy, J-M ; Loschiavo, V. P. ; Lopes, L. ; Lopez Sola, E. ; Lyubovitskij, V ; Maalmi, J. ; Magnan, A-M ; Maleev, V ; Malinin, A. ; Manabe, Y. ; Managadze, A. K. ; Manfredi, M. ; Marsh, S. ; Marshall, A. M. ; Mefodev, A. ; Mermod, P. ; Miano, A. ; Mikado, S. ; Mikhaylov, Yu ; Milstead, D. A. ; Mineev, O. ; Montanari, A. ; Montesi, M. C. ; Morishima, K. ; Movchan, S. ; Muttoni, Y. ; Naganawa, N. ; Nakamura, M. ; Nakano, T. ; Nasybulin, S. ; Ninin, P. ; Nishio, A. ; Obinyakov, B. ; Ogawa, S. ; Okateva, N. ; Opitz, B. ; Osborne, J. ; Ovchynnikov, M. ; Owtscharenko, N. ; Owen, P. H. ; Pacholek, P. ; Paoloni, A. ; Park, B. D. ; Pastore, A. ; Patel, M. ; Pereyma, D. ; Perillo-Marcone, A. ; Petkov, G. L. ; Petridis, K. ; Petrov, A. ; Podgrudkov, D. ; Poliakov, V ; Polukhina, N. ; Prieto, J. Prieto ; Prokudin, M. ; Prota, A. ; Quercia, A. ; Rademakers, A. ; Rakai, A. ; Ratnikov, F. ; Rawlings, T. ; Redi, F. ; Ricciardi, S. ; Rinaldesi, M. ; Rodin, Volodymyr ; Rodin, Viktor ; Robbe, P. ; Cavalcante, A. B. Rodrigues ; Roganova, T. ; Rokujo, H. ; Rosa, G. ; Rovelli, T. ; Ruchayskiy, O. ; Ruf, T. ; Samoylenko, V ; Samsonov, V ; Galan, F. Sanchez ; Diaz, P. Santos ; Ull, A. Sanz ; Saputi, A. ; Sato, O. ; Savchenko, E. S. ; Schliwinski, J. S. ; Schmidt-Parzefall, W. ; Serra, N. ; Sgobba, S. ; Shadura, O. ; Shakin, A. ; Shaposhnikov, M. ; Shatalov, P. ; Shchedrina, T. ; Shchutska, L. ; Shevchenko, V ; Shibuya, H. ; Shirobokov, S. ; Shustov, A. ; Silverstein, S. B. ; Simone, S. ; Simoniello, R. ; Skorokhvatov, M. ; Smirnov, S. ; Soares, G. ; Sohn, J. Y. ; Sokolenko, A. ; Solodko, E. ; Starkov, N. ; Stoel, L. ; Stramaglia, M. E. ; Sukhonos, D. ; Suzuki, Y. ; Takahashi, S. ; Tastet, J. L. ; Teterin, P. ; Naing, S. Than ; Timiryasov, I ; Tioukov, V ; Tommasini, D. ; Torii, M. ; Tosi, N. ; Treille, D. ; Tsenov, R. ; Ulin, S. ; Ursov, E. ; Ustyuzhanin, A. ; Uteshev, Z. ; Uvarov, L. ; Vankova-Kirilova, G. ; Vannucci, F. ; Venturi, V. ; Vidulin, I ; Vilchinski, S. ; Vincke, Heinz ; Vincke, Helmut ; Visone, C. ; Vlasik, K. ; Volkov, A. ; Voronkov, R. ; van Waasen, S. ; Wanke, R. ; Wertelaers, P. ; Williams, O. ; Woo, J-K ; Wurm, M. ; Xella, S. ; Yilmaz, D. ; Yilmazer, A. U. ; Yoon, C. S. ; Zaytsev, Yu ; Zelenov, A. ; Zimmerman, J. ; SHiP Collaboration
Published in
European Physical Journal C
Volume
81
Issue
5
Pages
451
Date
2021-05-01
ISSN
1434-6044
1434-6052
1434-6052
Keywords
Other identifier(s)
View record in Web of Science
Record Appears in
Scientific production and competences > SB - School of Basic Sciences > MATH - Institute of Mathematics > LCVMM - Laboratory for Computation and Visualization in Mathematics and Mechanics
Scientific production and competences > SB - School of Basic Sciences > IPHYS - Institute of Physics > LPPC - Laboratory of Particle Physics and Cosmology
Scientific production and competences > SB - School of Basic Sciences > IPHYS - Institute of Physics > LPHE - High Energy Physics Laboratory
Scientific production and competences > SB - School of Basic Sciences > Mathematics
Peer-reviewed publications
Work produced at EPFL
Journal Articles
Published
Scientific production and competences > SB - School of Basic Sciences > IPHYS - Institute of Physics > LPPC - Laboratory of Particle Physics and Cosmology
Scientific production and competences > SB - School of Basic Sciences > IPHYS - Institute of Physics > LPHE - High Energy Physics Laboratory
Scientific production and competences > SB - School of Basic Sciences > Mathematics
Peer-reviewed publications
Work produced at EPFL
Journal Articles
Published
Record creation date
2021-08-28