Search for an invisible $Z^\prime$ in a final state with two muons and missing energy at Belle II

Adachi, I.; Glazov, A.; Fodor, A.; Nakayama, H.; Roney, J. M.; Gu, T.; Feichtinger, P.; Matvienko, D.; Haigh, H.; Parham, K.; Cho, K.; Iijima, T.; Iwasaki, M.; Godang, R.; Varvell, K. E.; Kowalewski, R.; Pakhlov, P.; Dey, S.; Santelj, L.; Maity, S.; Hayashii, H.; Uglov, T.; Ji, Q. P.; Ipsita, N.; Pérez, D. Rodríguez; Aushev, T.; Piccolo, M.; Di Capua, F.; Solovieva, E.; Kodyš, P.; Shillington, T.; Marinas, C.; Kakuno, H.; Yan, W.; Natkaniec, Z.; Yabsley, B. D.; Strube, J.; Asner, D. M.; Ono, H.; Natochii, A.; Karl, R.; Paschen, B.; Finck, C.; Destefanis, M.; Nakamura, K. R.; Forti, F.; Luo, T.; Moser, H.-G.; Vobbilisetti, V.; Nayak, M.; Purwar, H.; Massaccesi, L.; Bauer, M.; Dorigo, M.; Paladino, A.; Vahsen, S. E.; Mussa, R.; Aihara, H.; Prell, S.; Moneta, S.; Wang, M.-Z.; Dujany, G.; Podesta-Lerma, P. L. M.; Lange, J. S.; Dreyer, S.; Starič, M.; Tanida, K.; Ushiroda, Y.; Bertemes, M.; Chen, Y. Q.; Warburton, A.; Senyo, K.; Campajola, M.; Kumara, K.; Dong, T. V.; Manfredi, R.; Reiter, S.; Jacobs, W. W.; Kuzmin, A.; Marcello, S.; Passeri, A.; Graziani, E.; Matsuoka, K.; Bhuyan, B.; Bae, H.; Hara, T.; Joo, K. K.; Choudhury, S.; Kindo, H.; Uchida, M.; McKenna, J. A.; Aggarwal, L.; Liventsev, D.; Raeuber, G.; Jackson, P.; Takizawa, M.; Žlebčík, R.; Hayasaka, K.; Serrano, J.; Das, S.; Wang, X. L.; Cheon, B. G.; Panta, A.; Gruberová, Z.; Liptak, Z.; Thaller, A.; Giri, A.; Eliachevitch, M.; Yook, Y. M.; Browder, T. E.; Libby, J.; De Nardo, G.; Kim, K.-H.; Angioni, G. Pinna; Lyu, C.; Piilonen, L. E.; Yoshihara, K.; Akopov, N.; Hazra, S.; Cinabro, D.; Ripp-Baudot, I.; Karyan, G.; Kang, S.; Cao, L.; Biswas, D.; Mrvar, M.; Unger, K.; Skorupa, J.; Greenwald, D.; Koga, T.; Rizzo, G.; Prencipe, E.; Kojima, K.; Li, L. K.; Chang, P.; Meier, F.; Milesi, M.; Ferber, T.; Giordano, R.; Doležal, Z.; Budano, A.; Peruzzi, I.; Metzner, F.; Cheema, P.; Jaffe, D. E.; Hsu, C.-L.; Chang, M.-C.; Goldenzweig, P.; Peschke, R.; Dattola, F.; Bernieri, E.; Dhamija, R.; Ganiev, E.; Sobie, R. J.; Singh, J. B.; Itoh, R.; Dingfelder, J.; Kunigo, T.; Sokolov, A.; Ghevondyan, G.; Savinov, V.; Di Canto, A.; Ito, S.; Maiti, R.; Aushev, V.; Nishida, S.; Tonelli, D.; Garcia-Hernandez, M.; Yin, J. H.; Uematsu, Y.; Sue, Y.; Zhou, X. Y.; Bambade, P.; Yang, S. B.; Bessner, M.; Zhang, Y.; Chekelian, V.; Masuda, M.; Sumisawa, K.; Spruck, B.; Li, C.; De Pietro, G.; Kang, K. H.; Park, H.; Hill, E. C.; Manoni, E.; Vitale, L.; Mohanty, G. B.; Bertholet, E.; Xu, X. P.; Cheaib, R.; Lozar, A.; Selce, A.; Domínguez Jiménez, I.; Junkerkalefeld, H.; Kim, D. Y.; Merola, M.; Vinokurova, A.; Kim, C.-H.; Ye, H.; Pestotnik, R.; Prim, M. T.; Uno, S.; Gellrich, A.; Korpar, S.; Zhukova, V. I.; Ueda, I.; Nazaryan, G.; Kohani, S.; de Sangro, R.; Mizuk, R.; Higuchi, T.; Aloisio, A.; Raiz, S.; Suzuki, S. Y.; Adamczyk, K.; Kwon, Y.-J.; Bettarini, S.; Watanabe, M.; Jin, Y.; Tamponi, U.; Rad, N.; Russo, G.; Finocchiaro, G.; Yamada, S.; Baur, A.; Križan, P.; Charan, A. Narimani; Schwanda, C.; Stottler, Z. S.; Bennett, J. V.; De La Motte, S. A.; Maggiora, M.; Becker, J.; Anh Ky, N.; Liu, Q. Y.; Nisar, N. K.; Chilikin, K.; Kraetzschmar, T. M. G.; Tenchini, F.; Ferlewicz, D.; Zhou, Q. D.; Belle-II Collaboration; Banerjee, Sw.; Torassa, E.; Podobnik, T.; Paul, S.; Paoloni, E.; Leboucher, R.; Zhilich, V.; Chirapatpimol, K.; Lanceri, L.; Dubey, S.; Trabelsi, K.; Lam, T.; Welsch, M.; Korobov, A.; Stroili, R.; Shiu, J.-G.; Chen, C.; Sandilya, S.; Granderath, S.; Yusa, Y.; Baudot, J.; Scavino, B.; Kiesling, C.; Kumar, J.; Svidras, H.; Onuki, Y.; Naruki, M.; Watanuki, S.; Bračko, M.; Corona, L.; Epifanov, D.; Sfienti, C.; Gobbo, B.; Choi, S.-K.; Fillinger, T.; Kim, Y.-K.; Gudkova, K.; Borah, J.; Rout, N.; Dossett, D.; Hershenhorn, A.; Branchini, P.; Toutounji, N.; Ishikawa, A.; Sangal, A.; Bozek, A.; Martinov, T.; Inguglia, G.; Sumihama, M.; Konno, T.; Hernández Villanueva, M.; Behera, P. K.; Tanigawa, H.; Schueler, J.; Bertacchi, V.; Yuan, C. Z.; Longo, S.; Uno, K.; Fulsom, B. G.; Oskin, P.; Cho, H.-E.; Inami, K.; Morales, A. Ramirez; Praz, C.; Ogawa, S.; Bernlochner, F. U.; Beaubien, A.; De Yta-Hernandez, A.; Rostomyan, A.; Cho, S.-J.; Bianchi, F.; Cunliffe, S.; Park, S.-H.; Wessel, C.; Dort, K.; van Tonder, R.; Wang, E.; De La Cruz-Burelo, E.; Molina-Gonzalez, N.; Taniguchi, N.; Sevior, M. E.; Kinoshita, K.; Nayak, L.; Le Diberder, F. R.; Ahmed, H.; Nakazawa, Y.; Guilliams, J.; Gaur, V.; Unno, Y.; Bolz, A.; Gaz, A.; Laurenza, M.; Spataro, S.; Lautenbach, K.; Nakao, M.; Sanders, D. A.; Miller, C.; de la Cruz, I. Heredia; Bussino, S.; Martel, L.; Bilka, T.; Lueck, T.; Kaliyar, A. B.; Stefkova, S.; Jia, S.; Pedlar, T. K.; Casarosa, G.; Martini, A.; Krokovny, P.; Rados, P.; Sato, Y.; Sutcliffe, W.; De Nuccio, M.; Simon, F.; Polat, L.; Pardi, S.; Nakamura, I.; Leitl, P.; Remnev, M.; Seino, Y.; Patra, S.; Cecchi, C.; Kovalenko, E.; Lacaprara, S.; Sibidanov, A.; Kuhr, T.; Miyabayashi, K.; Bahinipati, S.; Ecker, P.; Pokharel, S.; Hearty, C.; Shen, C. P.; Zani, L.; Tiwary, R.; Pakhlova, G.; Wakeling, H. M.; Soffer, A.; Jang, E.-J.; Maurya, S. K.; Robertson, S. H.; Bodrov, D.; Lieret, K.; Hohmann, M.; Reif, M.

doi:10.1103/PhysRevLett.130.231801

Journal Article

PUBDB-2023-03708

Search for an invisible $Z^\prime$ in a final state with two muons and missing energy at Belle II

Adachi, I. ; Adamczyk, K. ; Aggarwal, L. ; Ahmed, H. ; Aihara, H. ; Akopov, N. ; Aloisio, A. ; Anh Ky, N. ; Asner, D. M. ; Aushev, T. ; Aushev, V. ; Bae, H. ; Bahinipati, S. ; Bambade, P. ; Banerjee, S. ; Baudot, J. ; Bauer, M. ; Baur, A. ; Beaubien, A. ; Becker, J. ; Behera, P. K. ; Bennett, J. V. ; Bernieri, E. ; Bernlochner, F. U. ; Bertacchi, V. ; Bertemes, M. ; Bertholet, E. ; Bessner, M. ; Bettarini, S. ; Bhuyan, B. ; Bianchi, F. ; Bilka, T. ; Biswas, D. ; Bodrov, D. ; Bolz, A. ; Borah, J. ; Bozek, A. ; Bračko, M. ; Branchini, P. ; Browder, T. E. ; Budano, A. ; Bussino, S. ; Campajola, M. ; Cao, L. ; Casarosa, G. ; Cecchi, C. ; Chang, M.-C. ; Chang, P. ; Cheaib, R. ; Cheema, P. ; Chekelian, V. ; Chen, C. ; Chen, Y. Q. ; Cheon, B. G. ; Chilikin, K. ; Chirapatpimol, K. ; Cho, H.-E. ; Cho, K. ; Cho, S.-J. ; Choi, S.-K. ; Choudhury, S. ; Cinabro, D. ; Corona, L. ; Cunliffe, S. ; Das, S. ; Dattola, F. ; De La Cruz-Burelo, E. ; De La Motte, S. A. ; De Nardo, G. ; De Nuccio, M. ; De Pietro, G. ; de Sangro, R. ; Destefanis, M. ; Dey, S. ; De Yta-Hernandez, A. ; Dhamija, R. ; Di Canto, A. ; Di Capua, F. ; Dingfelder, J. ; Doležal, Z. ; Domínguez Jiménez, I. ; Dong, T. V. ; Dorigo, M. ; Dort, K. ; Dossett, D. ; Dreyer, S. ; Dubey, S. ; Dujany, G. ; Ecker, P. ; Eliachevitch, M. ; Epifanov, D. ; Feichtinger, P. ; Ferber, T. ; Ferlewicz, D. ; Fillinger, T. ; Finck, C. ; Finocchiaro, G. ; Fodor, A. ; Forti, F. ; Fulsom, B. G. ; Ganiev, E. ; Garcia-Hernandez, M. ; Gaur, V. ; Gaz, A. ; Gellrich, A. ; Ghevondyan, G. ; Giordano, R. ; Giri, A. ; Glazov, A. ; Gobbo, B. ; Godang, R. ; Goldenzweig, P. ; Granderath, S. ; Graziani, E. ; Greenwald, D. ; Gruberová, Z. ; Gu, T. ; Gudkova, K. ; Guilliams, J. ; Haigh, H. ; Hara, T. ; Hayasaka, K. ; Hayashii, H. ; Hazra, S. ; Hearty, C. ; de la Cruz, I. H. ; Hernández Villanueva, M. ; Hershenhorn, A. ; Higuchi, T. ; Hill, E. C. ; Hohmann, M. ; Hsu, C.-L. ; Iijima, T. ; Inami, K. ; Inguglia, G. ; Ipsita, N. ; Ishikawa, A. ; Ito, S. ; Itoh, R. ; Iwasaki, M. ; Jackson, P. ; Jacobs, W. W. ; Jaffe, D. E. ; Jang, E.-J. ; Ji, Q. P. ; Jia, S. ; Jin, Y. ; Joo, K. K. ; Junkerkalefeld, H. ; Kakuno, H. ; Kaliyar, A. B. ; Kang, K. H. ; Kang, S. ; Karl, R. ; Karyan, G. ; Kiesling, C. ; Kim, C.-H. ; Kim, D. Y. ; Kim, K.-H. ; Kim, Y.-K. ; Kindo, H. ; Kinoshita, K. ; Kodyš, P. ; Koga, T. ; Kohani, S. ; Kojima, K. ; Konno, T. ; Korobov, A. ; Korpar, S. ; Kovalenko, E. ; Kowalewski, R. ; Kraetzschmar, T. M. G. ; Križan, P. ; Krokovny, P. ; Kuhr, T. ; Kumar, J. ; Kumara, K. ; Kunigo, T. ; Kuzmin, A. ; Kwon, Y.-J. ; Lacaprara, S. ; Lam, T. ; Lanceri, L. ; Lange, J. S. ; Laurenza, M. ; Lautenbach, K. ; Leboucher, R. ; Le Diberder, F. R. ; Leitl, P. ; Li, C. ; Li, L. K. ; Libby, J. ; Lieret, K. ; Liptak, Z. ; Liu, Q. Y. ; Liventsev, D. ; Longo, S. ; Lozar, A. ; Lueck, T. ; Luo, T. ; Lyu, C. ; Maggiora, M. ; Maiti, R. ; Maity, S. ; Manfredi, R. ; Manoni, E. ; Marcello, S. ; Marinas, C. ; Martel, L. ; Martini, A. ; Martinov, T. ; Massaccesi, L. ; Masuda, M. ; Matsuoka, K. ; Matvienko, D. ; Maurya, S. K. ; McKenna, J. A. ; Meier, F. ; Merola, M. ; Metzner, F. ; Milesi, M. ; Miller, C. ; Miyabayashi, K. ; Mizuk, R. ; Mohanty, G. B. ; Molina-Gonzalez, N. ; Moneta, S. ; Moser, H.-G. ; Mrvar, M. ; Mussa, R. ; Nakamura, I. ; Nakamura, K. R. ; Nakao, M. ; Nakayama, H. ; Nakazawa, Y. ; Charan, A. N. ; Naruki, M. ; Natkaniec, Z. ; Natochii, A. ; Nayak, L. ; Nayak, M. ; Nazaryan, G. ; Nisar, N. K. ; Nishida, S. ; Ogawa, S. ; Ono, H. ; Onuki, Y. ; Oskin, P. ; Pakhlov, P. ; Pakhlova, G. ; Paladino, A. ; Panta, A. ; Paoloni, E. ; Pardi, S. ; Parham, K. ; Park, H. ; Park, S.-H. ; Paschen, B. ; Passeri, A. ; Patra, S. ; Paul, S. ; Pedlar, T. K. ; Peruzzi, I. ; Peschke, R. ; Pestotnik, R. ; Piccolo, M. ; Piilonen, L. E. ; Angioni, G. P. ; Podesta-Lerma, P. L. M. ; Podobnik, T. ; Pokharel, S. ; Polat, L. ; Praz, C. ; Prell, S. ; Prencipe, E. ; Prim, M. T. ; Purwar, H. ; Rad, N. ; Rados, P. ; Raeuber, G. ; Raiz, S. ; Morales, A. R. ; Reif, M. ; Reiter, S. ; Remnev, M. ; Ripp-Baudot, I. ; Rizzo, G. ; Robertson, S. H. ; Pérez, D. R. ; Roney, J. M. ; Rostomyan, A. ; Rout, N. ; Russo, G. ; Sanders, D. A. ; Sandilya, S. ; Sangal, A. ; Santelj, L. ; Sato, Y. ; Savinov, V. ; Scavino, B. ; Schueler, J. ; Schwanda, C. ; Seino, Y. ; Selce, A. ; Senyo, K. ; Serrano, J. ; Sevior, M. E. ; Sfienti, C. ; Shen, C. P. ; Shillington, T. ; Shiu, J.-G. ; Sibidanov, A. ; Simon, F. ; Singh, J. B. ; Skorupa, J. ; Sobie, R. J. ; Soffer, A. ; Sokolov, A. ; Solovieva, E. ; Spataro, S. ; Spruck, B. ; Starič, M. ; Stefkova, S. ; Stottler, Z. S. ; Stroili, R. ; Strube, J. ; Sue, Y. ; Sumihama, M. ; Sumisawa, K. ; Sutcliffe, W. ; Suzuki, S. Y. ; Svidras, H. ; Takizawa, M. ; Tamponi, U. ; Tanida, K. ; Tanigawa, H. ; Taniguchi, N. ; Tenchini, F. ; Thaller, A. ; Tiwary, R. ; Tonelli, D. ; Torassa, E. ; Toutounji, N. ; Trabelsi, K. ; Uchida, M. ; Ueda, I. ; Uematsu, Y. ; Uglov, T. ; Unger, K. ; Unno, Y. ; Uno, K. ; Uno, S. ; Ushiroda, Y. ; Vahsen, S. E. ; van Tonder, R. ; Varvell, K. E. ; Vinokurova, A. ; Vitale, L. ; Vobbilisetti, V. ; Wakeling, H. M. ; Wang, E. ; Wang, M.-Z. ; Wang, X. L. ; Warburton, A. ; Watanabe, M. ; Watanuki, S. ; Welsch, M. ; Wessel, C. ; Xu, X. P. ; Yabsley, B. D. ; Yamada, S. ; Yan, W. ; Yang, S. B. ; Ye, H. ; Yin, J. H. ; Yook, Y. M. ; Yoshihara, K. ; Yuan, C. Z. ; Yusa, Y. ; Zani, L. ; Zhang, Y. ; Zhilich, V. ; Zhou, Q. D. ; Zhou, X. Y. ; Zhukova, V. I. ; Žlebčík, R. ; Belle-II Collaboration (Collaboration author)DESY*

2023
APS College Park, Md.

Physical review letters 130(23), 231801 (2023) [10.1103/PhysRevLett.130.231801]

This record in other databases:

Please use a persistent id in citations: doi:10.1103/PhysRevLett.130.231801 doi:10.3204/PUBDB-2023-03708

Report No.: Belle II Preprint 2022-008; KEK Preprint 2022-40; arXiv:2212.03066

Abstract: The $L_{\mu}-L_{\tau}$ extension of the standard model predicts the existence of a lepton-flavor-universality-violating $Z^{\prime}$ boson that couples only to the heavier lepton families. We search for such a $Z^\prime$ through its invisible decay in the process $e^+ e^- \to \mu^+ \mu^- Z^{\prime}$. We use a sample of electron-positron collisions at a center-of-mass energy of 10.58GeV collected by the Belle II experiment in 2019-2020, corresponding to an integrated luminosity of 79.7fb$^{-1}$. We find no excess over the expected standard-model background. We set 90$\%$-confidence-level upper limits on the cross section for this process as well as on the coupling of the model, which ranges from $3 \times 10^{-3}$ at low $Z^{\prime}$ masses to 1 at $Z^{\prime}$ masses of 8$GeV/c^{2}$.

Keyword(s): electron positron: annihilation ; electron positron: colliding beams ; lepton: flavor: universality ; lepton: flavor: violation ; lepton: universality: violation ; Z': electroproduction ; Z': associated production ; Z': mass ; lepton: family ; lepton number: conservation law ; BELLE ; KEK-B ; muon: pair production ; Z': invisible decay ; Z': coupling ; missing-energy ; background ; channel cross section: upper limit ; coupling constant: upper limit ; mass dependence ; experimental results ; electron positron --> muon+ muon- Z' ; 10.58 GeV-cms

Classification:

ddc:530

Contributing Institute(s):

BELLE II Experiment (BELLE)

Research Program(s):

611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)

Experiment(s):

KEK: BELLE I/II

Appears in the scientific report 2023

Database coverage:
Medline

;

;

;

; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; Ebsco Academic Search ; IF >= 5 ; JCR ; Nationallizenz