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Preprint PUBDB-2020-03001
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Search for Axion-Like Particles produced in $e^+e^-$ collisions at Belle II

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2020

() [10.3204/PUBDB-2020-03001]
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Report No.: Belle II Preprint 2020-001; KEK Preprint 2020-10; arXiv:2007.13071

Abstract: We present a search for the direct production of a light pseudoscalar $a$ decaying into two photons with the Belle II detector at the SuperKEKB collider. We search for the process ${e^+e^-\to\gamma a, a \to\gamma\gamma}$ in the mass range ${0.2} \,< m_a < {9.7}\,{\text{GeV/$c$}^2}$ using data corresponding to an integrated luminosity of $(445\pm 3)\,\text{pb}^{-1}$. Light pseudoscalars interacting predominantly with standard model gauge bosons (so-called axion-like particles or ALPs) are frequently postulated in extensions of the standard model. We find no evidence for ALPs and set 95% confidence level upper limits on the coupling strength $g_{a\gamma\gamma}$ of ALPs to photons at the level of $10^{-3}\,{\text{GeV}^{-1}}$. The limits are the most restrictive to date for $0.2\,<\,m_a\,<\,5\,{\text{GeV/$c$}^2}$.

Keyword(s): interaction: pseudoscalar ; axion-like particles ; BELLE ; coupling constant ; direct production ; gauge boson ; two-photon ; photon ; KEK-B

Classification:

Note: The paper was submitted to PRL [Submitted on 26 Jul 2020 (v1), last revised 30 Jul 2020 (this version, v2)]
Contributing Institute(s):
  1. beauftragt von FH (Belle)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
  2. DFG project 390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
Experiment(s):
  1. KEK: BELLE I/II

Appears in the scientific report 2020
Database coverage:
OpenAccess ; Published
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Search for Axionlike Particles Produced in $e^ + e^−$ Collisions at Belle II
Physical review letters 125(16), 161806 () [10.1103/PhysRevLett.125.161806]  GO OpenAccess  Download fulltext Files  Download fulltextFulltext Download fulltextFulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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