Search for the dark photon in B-0 -> A ' A ', A ' -> e(+)e(-), mu(+)mu(-), and pi(+)pi(-) decays at Belle
Li, Y.; Li, Y. B.; Shen, C. P.; Adachi, I.; Aihara, H.; Asner, D. M.; Atmacan, H.; Aulchenko, V.; Ayad, R.; Babu, V.; Badhrees, I.; Bakich, A. M.; Behera, P.; Bilka, T.; Biswal, J.; Bobrov, A.; Bonvicini, G.; Bozek, A.; Bracko, M.; Browder, T. E.; Campajola, M.; Cao, L.; Cervenkov, D.; Chang, P.; Chen, A.; Cheon, B. G.; Chilikin, K.; Cho, H. E.; Cho, K.; Choi, S. -K.; Choi, Y.; Cinabro, D.; Cunliffe, S.; De Nardo, G.; Di Capua, F.; Di Carlo, S.; Dolezal, Z.; Dong, T. V.; Eidelman, S.; Fast, J. E.; Ferber, T.; Ferlewicz, D.; Fulsom, B. G.; Garg, R.; Gaur, V.; Gabyshev, N.; Garmash, A.; Giri, A.; Goldenzweig, P.; Golob, B.; Grube, B.; Hara, T.; Hayasaka, K.; Hayashii, H.; Hou, W. -S.; Hsu, C. -L.; Iijima, T.; Inami, K.; Inguglia, G.; Ishikawa, A.; Itoh, R.; Iwasaki, M.; Iwasaki, Y.; Jacobs, W. W.; Jia, S.; Jin, Y.; Joo, K. K.; Kang, K. H.; Karyan, G.; Kichimi, H.; Kim, C. H.; Kim, D. Y.; Kim, S. H.; Kinoshita, K.; Kodys, P.; Korpar, S.; Kroeger, R.; Krokovny, P.; Kuhr, T.; Kulasiri, R.; Kuzmin, A.; Kwon, Y. -J.; Lalwani, K.; Lange, J. S.; Lee, I. S.; Lee, S. C.; Lewis, P.; Li, C. H.; Li, L. K.; Gioi, L. Li; Libby, J.; Lieret, K.; Liventsev, D.; MacQueen, C.; Masuda, M.; Matsuda, T.; Matvienko, D.; Merola, M.; Miyata, H.; Mizuk, R.; Mussa, R.; Nakao, M.; Nath, K. J.; Nayak, M.; Niiyama, M.; Nisar, N. K.; Nishida, S.; Nishimura, K.; Ogawa, S.; Ono, H.; Onuki, Y.; Oskin, P.; Pakhlov, P.; Pakhlova, G.; Pang, T.; Pardi, S.; Park, H.; Park, S. -H.; Patra, S.; Paul, S.; Pedlar, T. K.; Pestotnik, R.; Piilonen, L. E.; Podobnik, T.; Popov, V.; Prencipe, E.; Prim, M. T.; Roehrken, M.; Rostomyan, A.; Rout, N.; Russo, G.; Sahoo, D.; Sakai, Y.; Sandilya, S.; Santelj, L.; Savinov, V.; Schneider, O.; Schnell, G.; Schwanda, C.; Seino, Y.; Senyo, K.; Sevior, M. E.; Shiu, J. -G.; Shwartz, B.; Sokolov, A.; Solovieva, E.; Stanic, S.; Staric, M.; Stottler, Z. S.; Sumihama, M.; Sumiyoshi, T.; Sutcliffe, W.; Takizawa, M.; Tanida, K.; Tenchini, F.; Trabelsi, K.; Uchida, M.; Uglov, T.; Unno, Y.; Uno, S.; Van Tonder, R.; Varner, G.; Vinokurova, A.; Wang, C. H.; Wang, M. -Z.; Wang, X. L.; Watanabe, M.; Won, E.; Yang, S. B.; Ye, H.; Yelton, J.; Yin, J. H.; Yuan, C. Z.; Zhang, Z. P.; Zhilich, V.; Zhukova, V.; Zhulanov, V.
2021

Files

Abstract

We present a search for the dark photon A in the B-0 -> A ' A ' decays, where A ' subsequently decays to e(+)e(-), mu (+)mu (-), and pi (+)pi (-). The search is performed by analyzing 772 x 10(6)BB events collected by the Belle detector at the KEKB e(+)e(-) energy-asymmetric collider at the Upsilon (4S) resonance. No signal is found in the dark photon mass range 0.01 GeV/c(2) <= m(A ') <= 2.62 GeV/c(2), and we set upper limits of the branching fraction of B-0 -> A ' A ' at the 90% confidence level. The products of branching fractions, BB0 -> A ' A 'xBA ' -> e+e-2 and BB0 -> A ' A 'xBA ' -> mu+mu-2, have limits of the order of 10(-8) depending on the A ' mass. Furthermore, considering A ' decay rate to each pair of charged particles, the upper limits of BB0 -> A ' A ' are of the order of 10(-8)-10(-5). From the upper limits of BB0 -> A ' A ', 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 mh ' similar or equal to mB0 +/- 40 MeV/c(2) and 10(-1)-1 at mh ' similar or equal to mB0 +/- 3 GeV/c(2).

Details

Title Search for the dark photon in B-0 -> A ' A ', A ' -> e(+)e(-), mu(+)mu(-), and pi(+)pi(-) decays at Belle
Author(s) Li, Y. ; Li, Y. B. ; Shen, C. P. ; Adachi, I. ; Aihara, H. ; Asner, D. M. ; Atmacan, H. ; Aulchenko, V. ; Ayad, R. ; Babu, V. ; Badhrees, I. ; Bakich, A. M. ; Behera, P. ; Bilka, T. ; Biswal, J. ; Bobrov, A. ; Bonvicini, G. ; Bozek, A. ; Bracko, M. ; Browder, T. E. ; Campajola, M. ; Cao, L. ; Cervenkov, D. ; Chang, P. ; Chen, A. ; Cheon, B. G. ; Chilikin, K. ; Cho, H. E. ; Cho, K. ; Choi, S. -K. ; Choi, Y. ; Cinabro, D. ; Cunliffe, S. ; De Nardo, G. ; Di Capua, F. ; Di Carlo, S. ; Dolezal, Z. ; Dong, T. V. ; Eidelman, S. ; Fast, J. E. ; Ferber, T. ; Ferlewicz, D. ; Fulsom, B. G. ; Garg, R. ; Gaur, V. ; Gabyshev, N. ; Garmash, A. ; Giri, A. ; Goldenzweig, P. ; Golob, B. ; Grube, B. ; Hara, T. ; Hayasaka, K. ; Hayashii, H. ; Hou, W. -S. ; Hsu, C. -L. ; Iijima, T. ; Inami, K. ; Inguglia, G. ; Ishikawa, A. ; Itoh, R. ; Iwasaki, M. ; Iwasaki, Y. ; Jacobs, W. W. ; Jia, S. ; Jin, Y. ; Joo, K. K. ; Kang, K. H. ; Karyan, G. ; Kichimi, H. ; Kim, C. H. ; Kim, D. Y. ; Kim, S. H. ; Kinoshita, K. ; Kodys, P. ; Korpar, S. ; Kroeger, R. ; Krokovny, P. ; Kuhr, T. ; Kulasiri, R. ; Kuzmin, A. ; Kwon, Y. -J. ; Lalwani, K. ; Lange, J. S. ; Lee, I. S. ; Lee, S. C. ; Lewis, P. ; Li, C. H. ; Li, L. K. ; Gioi, L. Li ; Libby, J. ; Lieret, K. ; Liventsev, D. ; MacQueen, C. ; Masuda, M. ; Matsuda, T. ; Matvienko, D. ; Merola, M. ; Miyata, H. ; Mizuk, R. ; Mussa, R. ; Nakao, M. ; Nath, K. J. ; Nayak, M. ; Niiyama, M. ; Nisar, N. K. ; Nishida, S. ; Nishimura, K. ; Ogawa, S. ; Ono, H. ; Onuki, Y. ; Oskin, P. ; Pakhlov, P. ; Pakhlova, G. ; Pang, T. ; Pardi, S. ; Park, H. ; Park, S. -H. ; Patra, S. ; Paul, S. ; Pedlar, T. K. ; Pestotnik, R. ; Piilonen, L. E. ; Podobnik, T. ; Popov, V. ; Prencipe, E. ; Prim, M. T. ; Roehrken, M. ; Rostomyan, A. ; Rout, N. ; Russo, G. ; Sahoo, D. ; Sakai, Y. ; Sandilya, S. ; Santelj, L. ; Savinov, V. ; Schneider, O. ; Schnell, G. ; Schwanda, C. ; Seino, Y. ; Senyo, K. ; Sevior, M. E. ; Shiu, J. -G. ; Shwartz, B. ; Sokolov, A. ; Solovieva, E. ; Stanic, S. ; Staric, M. ; Stottler, Z. S. ; Sumihama, M. ; Sumiyoshi, T. ; Sutcliffe, W. ; Takizawa, M. ; Tanida, K. ; Tenchini, F. ; Trabelsi, K. ; Uchida, M. ; Uglov, T. ; Unno, Y. ; Uno, S. ; Van Tonder, R. ; Varner, G. ; Vinokurova, A. ; Wang, C. H. ; Wang, M. -Z. ; Wang, X. L. ; Watanabe, M. ; Won, E. ; Yang, S. B. ; Ye, H. ; Yelton, J. ; Yin, J. H. ; Yuan, C. Z. ; Zhang, Z. P. ; Zhilich, V. ; Zhukova, V. ; Zhulanov, V.
Published in Journal Of High Energy Physics
Issue 4
Pages 191
Date 2021-04-20
Publisher New York, SPRINGER
ISSN 1029-8479
Keywords
DOI https://doi.org/10.1007/JHEP04(2021)191
Other identifier(s) View record in Web of Science
Laboratories LPHE
Record Appears in Scientific production and competences > SB - School of Basic Sciences > IPHYS - Institute of Physics > LPHE - High Energy Physics Laboratory
Peer-reviewed publications
Work produced at EPFL
Journal Articles
Published
Record creation date 2021-05-22

Actions

Preview