Back to Search Start Over

Search for an invisibly decaying $Z^{\prime}$ boson at Belle II in $e^+ e^- \to \mu^+ \mu^- (e^{\pm} \mu^{\mp})$ plus missing energy final states

Authors :
Belle II Collaboration
Adachi, I.
Ahlburg, P.
Aihara, H.
Akopov, N.
Aloisio, A.
Ky, N. Anh
Asner, D. M.
Atmacan, H.
Aushev, T.
Aushev, V.
Aziz, T.
Babu, V.
Baehr, S.
Bambade, P.
Banerjee, Sw.
Bansal, V.
Barrett, M.
Baudot, J.
Becker, J.
Behera, P. K.
Bennett, J. V.
Bernieri, E.
Bernlochner, F. U.
Bertemes, M.
Bessner, M.
Bettarini, S.
Bianchi, F.
Biswas, D.
Bozek, A.
Bračko, M.
Branchini, P.
Briere, R. A.
Browder, T. E.
Budano, A.
Burmistrov, L.
Bussino, S.
Campajola, M.
Cao, L.
Casarosa, G.
Cecchi, C.
Červenkov, D.
Chang, M. -C.
Cheaib, R.
Chekelian, V.
Chen, Y. Q.
Chen, Y. -T.
Cheon, B. G.
Chilikin, K.
Cho, K.
Cho, S.
Choi, S. -K.
Choudhury, S.
Cinabro, D.
Corona, L.
Cremaldi, L. M.
Cunliffe, S.
Czank, T.
Dattola, F.
De La Cruz-Burelo, E.
De Nardo, G.
De Nuccio, M.
De Pietro, G.
de Sangro, R.
Destefanis, M.
Dey, S.
De Yta-Hernandez, A.
Di Capua, F.
Doležal, Z.
Jiménez, I. Domínguez
Dong, T. V.
Dort, K.
Dossett, D.
Dubey, S.
Duell, S.
Dujany, G.
Eidelman, S.
Eliachevitch, M.
Fast, J. E.
Ferber, T.
Ferlewicz, D.
Finocchiaro, G.
Fiore, S.
Fodor, A.
Forti, F.
Fulsom, B. G.
Ganiev, E.
Garcia-Hernandez, M.
Garg, R.
Gaur, V.
Gaz, A.
Gellrich, A.
Gemmler, J.
Geßler, T.
Giordano, R.
Giri, A.
Gobbo, B.
Godang, R.
Goldenzweig, P.
Golob, B.
Gomis, P.
Gradl, W.
Graziani, E.
Greenwald, D.
Guan, Y.
Hadjivasiliou, C.
Halder, S.
Hara, T.
Hartbrich, O.
Hayasaka, K.
Hayashii, H.
Hearty, C.
Hedges, M. T.
de la Cruz, I. Heredia
Villanueva, M. Hernández
Hershenhorn, A.
Higuchi, T.
Hill, E. C.
Hoek, M.
Hsu, C. -L.
Hu, Y.
Iijima, T.
Inami, K.
Inguglia, G.
Jabbar, J. Irakkathil
Ishikawa, A.
Itoh, R.
Iwasaki, Y.
Jacobs, W. W.
Jaffe, D. E.
Jang, E. -J.
Jeon, H. B.
Jia, S.
Jin, Y.
Joo, C.
Joo, K. K.
Kahn, J.
Kakuno, H.
Kaliyar, A. B.
Kandra, J.
Karyan, G.
Kato, Y.
Kawasaki, T.
Kim, B. H.
Kim, C. -H.
Kim, D. Y.
Kim, K. -H.
Kim, S. -H.
Kim, Y. K.
Kim, Y.
Kimmel, T. D.
Kindo, H.
Kleinwort, C.
Kodyš, P.
Koga, T.
Kohani, S.
Komarov, I.
Korpar, S.
Kovalchuk, N.
Kraetzschmar, T. M. G.
Križan, P.
Kroeger, R.
Krokovny, P.
Kuhr, T.
Kumar, J.
Kumar, M.
Kumar, R.
Kumara, K.
Kurz, S.
Kuzmin, A.
Kwon, Y. -J.
Lacaprara, S.
La Licata, C.
Lanceri, L.
Lange, J. S.
Lautenbach, K.
Lee, I. -S.
Lee, S. C.
Leitl, P.
Levit, D.
Li, L. K.
Li, Y. B.
Libby, J.
Lieret, K.
Gioi, L. Li
Liptak, Z.
Liu, Q. Y.
Liventsev, D.
Longo, S.
Luo, T.
Maeda, Y.
Maggiora, M.
Manoni, E.
Marcello, S.
Marinas, C.
Martini, A.
Masuda, M.
Matsuda, T.
Matsuoka, K.
Matvienko, D.
Meggendorfer, F.
Mei, J. C.
Meier, F.
Merola, M.
Metzner, F.
Milesi, M.
Miller, C.
Miyabayashi, K.
Miyake, H.
Mizuk, R.
Azmi, K.
Mohanty, G. B.
Moon, T.
Morii, T.
Moser, H. -G.
Mueller, F.
Müller, F. J.
Muller, Th.
Muroyama, G.
Mussa, R.
Nakano, E.
Nakao, M.
Nayak, M.
Nazaryan, G.
Neverov, D.
Niebuhr, C.
Nisar, N. K.
Nishida, S.
Nishimura, K.
Nishimura, M.
Oberhof, B.
Ogawa, K.
Onishchuk, Y.
Ono, H.
Onuki, Y.
Oskin, P.
Ozaki, H.
Pakhlov, P.
Pakhlova, G.
Paladino, A.
Panta, A.
Paoloni, E.
Park, H.
Paschen, B.
Passeri, A.
Pathak, A.
Paul, S.
Pedlar, T. K.
Peruzzi, I.
Peschke, R.
Pestotnik, R.
Piccolo, M.
Piilonen, L. E.
Popov, V.
Praz, C.
Prencipe, E.
Prim, M. T.
Purohit, M. V.
Rados, P.
Rasheed, R.
Reiter, S.
Remnev, M.
Resmi, P. K.
Ripp-Baudot, I.
Ritter, M.
Rizzo, G.
Rizzuto, L. B.
Robertson, S. H.
Pérez, D. Rodríguez
Roney, J. M.
Rosenfeld, C.
Rostomyan, A.
Rout, N.
Russo, G.
Sahoo, D.
Sakai, Y.
Sandilya, S.
Sangal, A.
Santelj, L.
Sartori, P.
Sato, Y.
Savinov, V.
Scavino, B.
Schueler, J.
Schwanda, C.
Seddon, R. M.
Seino, Y.
Selce, A.
Senyo, K.
Sfienti, C.
Shen, C. P.
Shiu, J. -G.
Shwartz, B.
Sibidanov, A.
Simon, F.
Sobie, R. J.
Soffer, A.
Sokolov, A.
Solovieva, E.
Spataro, S.
Spruck, B.
Starič, M.
Stefkova, S.
Stottler, Z. S.
Stroili, R.
Strube, J.
Sumihama, M.
Sumiyoshi, T.
Summers, D. J.
Suzuki, S. Y.
Tabata, M.
Takizawa, M.
Tamponi, U.
Tanaka, S.
Tanida, K.
Taniguchi, N.
Taras, P.
Tenchini, F.
Torassa, E.
Trabelsi, K.
Tsuboyama, T.
Uchida, M.
Unger, K.
Unno, Y.
Uno, S.
Ushiroda, Y.
Vahsen, S. E.
van Tonder, R.
Varner, G. S.
Varvell, K. E.
Vinokurova, A.
Vitale, L.
Vossen, A.
Wakai, M.
Wakeling, H. M.
Abdullah, W. Wan
Wang, C. H.
Wang, M. -Z.
Warburton, A.
Watanabe, M.
Webb, J.
Wehle, S.
Wessel, C.
Wiechczynski, J.
Windel, H.
Won, E.
Yabsley, B.
Yamada, S.
Yan, W.
Yang, S. B.
Ye, H.
Yin, J. H.
Yonenaga, M.
Yuan, C. Z.
Yusa, Y.
Zani, L.
Zhang, Z.
Zhilich, V.
Zhou, Q. D.
Zhou, X. Y.
Zhukova, V. I.
Source :
Phys. Rev. Lett. 124, 141801 (2020)
Publication Year :
2019

Abstract

Theories beyond the standard model often predict the existence of an additional neutral boson, the $Z^{\prime}$. Using data collected by the Belle II experiment during 2018 at the SuperKEKB collider, we perform the first searches for the invisible decay of a $Z^{\prime}$ in the process $e^+ e^- \to \mu^+ \mu^- Z^{\prime}$ and of a lepton-flavor-violating $Z^{\prime}$ in $e^+ e^- \to e^{\pm} \mu^{\mp} Z^{\prime}$. We do not find any excess of events and set 90\% credibility level upper limits on the cross sections of these processes. We translate the former, in the framework of an $L_{\mu}-L_{\tau}$ theory, into upper limits on the $Z^{\prime}$ coupling constant at the level of $5 \times 10^{-2}$ -- $1$ $M_{Z^\prime}\leq 6$ GeV/$c^2$.<br />Comment: 9 pages, 5 figures + supplemental materials. Accepted for publication in Physical Review Letters

Subjects

Subjects :
High Energy Physics - Experiment

Details

Database :
arXiv
Journal :
Phys. Rev. Lett. 124, 141801 (2020)
Publication Type :
Report
Accession number :
edsarx.1912.11276
Document Type :
Working Paper
Full Text :
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.141801