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

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

Preprint/Report

PUBDB-2020-00004

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

Adachi, I. ; Ahlburg, P. ; Aihara, H. ; Akopov, N. ; Aloisio, A. ; Anh Ky, N. ; Asner, D. M. ; Atmacan, H. ; Aushev, T. ; Aushev, V. ; Aziz, T. ; Babu, V.DESY* ; Baehr, S. ; Bambade, P. ; Banerjee, S. ; 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.DESY* ; Czank, T. ; Dattola, F.DESY* ; De La Cruz-Burelo, E. ; De Nardo, G. ; De Nuccio, M.DESY* ; De Pietro, G. ; de Sangro, R. ; Destefanis, M. ; Dey, S. ; De Yta-Hernandez, A. ; Di Capua, F. ; Doležal, Z. ; Jiménez, I. D. ; Dong, T. V. ; Dort, K. ; Dossett, D. ; Dubey, S. ; Duell, S. ; Dujany, G. ; Eidelman, S. ; Eliachevitch, M. ; Fast, J. E. ; Ferber, T.DESY* ; 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.DESY* ; 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. ; Heredia de la Cruz, I. ; Villanueva, M. H. ; Hershenhorn, A. ; Higuchi, T. ; Hill, E. C. ; Hoek, M. ; Hsu, C.-L. ; Hu, Y. ; Iijima, T. ; Inami, K. ; Inguglia, G. ; Irakkathil Jabbar, J. ; 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.DESY* ; Kodyš, P. ; Kohani, S. ; Komarov, I.DESY* ; Korpar, S. ; Kovalchuk, N.DESY* ; Kraetzschmar, T. M. G. ; Križan, P. ; Kroeger, R. ; Krokovny, P. ; Kuhr, T. ; Kumar, J. ; Kumar, M. ; Kumar, R. ; Kumara, K. ; Kurz, S.DESY* ; 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. ; Li Gioi, L. ; 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.DESY* ; Muller, T. ; Muroyama, G. ; Mussa, R. ; Nakano, E. ; Nakao, M. ; Nayak, M. ; Nazaryan, G. ; Neverov, D. ; Niebuhr, C.DESY* ; 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. ; Peruzzi, I. ; Peschke, R. ; Pestotnik, R. ; Piccolo, M. ; Piilonen, L. E. ; Popov, V. ; Praz, C.DESY* ; Prencipe, E. ; Prim, M. T. ; Purohit, M. V. ; Rados, P.DESY* ; Rasheed, R. ; Reiter, S. ; Remnev, M. ; Resmi, P. K. ; Ripp-Baudot, I. ; Ritter, M. ; Rizzo, G. ; Rizzuto, L. B. ; Robertson, S. H. ; Pérez, D. R. ; Roney, J. M. ; Rosenfeld, C. ; Rostomyan, A.DESY* ; 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.DESY* ; 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.DESY* ; 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. ; Wan Abdullah, W. ; Wang, C. H. ; Wang, M.-Z. ; Warburton, A. ; Watanabe, M. ; Webb, J. ; Wehle, S.DESY* ; Wessel, C. ; Wiechczynski, J. ; Windel, H. ; Won, E. ; Yabsley, B. ; Yamada, S. ; Yan, W. ; Yang, S. B. ; Ye, H.DESY* ; 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. ; II, B. (Collaboration Author)

2019

[10.3204/PUBDB-2020-00004]

This record in other databases:

Please use a persistent id in citations: doi:10.3204/PUBDB-2020-00004

Report No.: arXiv:1912.11276

Abstract: 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 $5 \times 10^{-2}\div1$ for $M_{Z^\prime}\leq 6$ GeV/$c^2$.

Keyword(s): BELLE ; coupling constant ; invisible decay ; missing-energy ; KEK-B