Journal Article PUBDB-2021-00400

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Search for $A'\to\mu^+\mu^-$ Decays

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2020
APS College Park, Md.

Physical review letters 124(4), 041801 (1-12) () [10.1103/PhysRevLett.124.041801]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2019-212; LHCb-PAPER-2019-031; arXiv:1910.06926

Abstract: Searches are performed for both promptlike and long-lived dark photons, $A′$, produced in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV. These searches look for $A'\to\mu^+\mu^-$ decays using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 5.5 fb$^{-1}$ collected with the LHCb detector. Neither search finds evidence for a signal, and 90% confidence-level exclusion limits are placed on the $γ–A′$ kinetic mixing strength. The promptlike $A′$ search explores the mass region from near the dimuon threshold up to 70 GeV and places the most stringent constraints to date on dark photons with 214 < m($A′$) ≲ 740 MeV and 10.6 < m($A′$) ≲ 30 GeV. The search for long-lived $A'\to\mu^+\mu^-$ decays places world-leading constraints on low-mass dark photons with lifetimes $O$(1) ps.

Keyword(s): p p: scattering ; p p: colliding beams ; photon: hidden sector ; particle: long-lived ; photon: leptonic decay ; muon: pair production ; lifetime ; dimuon: mass spectrum ; mass spectrum: (muon+ muon-) ; photon: mass ; mass: lower limit ; mass: upper limit ; LHC-B ; CERN LHC Coll ; experimental results ; 13000 GeV-cms ; S029HPH ; Elementary Particles and Fields

Classification:

Note: Phys. Rev. Lett. 124, 041801 (2020). All figures and tables, along with any supplementary material and additional information, are available at https://cern.ch/lhcbproject/Publications/p/LHCb-PAPER-2019-031.html (LHCb public pages) Received 18 October 2019 / Revised 12 December 2019 / Published 29 January 2020

Contributing Institute(s):
  1. beauftragt von FH (Belle)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. LHC: LHCb

Appears in the scientific report 2020
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; SCOAP3 OpenAccess ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Electronics and Telecommunications Collection ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; Ebsco Academic Search ; Essential Science Indicators ; IF >= 5 ; JCR ; NationallizenzNationallizenz ; SCOAP3 sponsored Journal ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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