Physics Letters B (Sep 2018)
Combined limit on the production of a light gauge boson decaying into μ+μ− and π+π−
- A. Anastasi,
- D. Babusci,
- M. Berlowski,
- C. Bloise,
- F. Bossi,
- P. Branchini,
- A. Budano,
- B. Cao,
- F. Ceradini,
- P. Ciambrone,
- F. Curciarello,
- E. Czerwiński,
- G. D'Agostini,
- E. Danè,
- V. De Leo,
- E. De Lucia,
- A. De Santis,
- P. De Simone,
- A. Di Cicco,
- A. Di Domenico,
- D. Domenici,
- A. D'Uffizi,
- A. Fantini,
- G. Fantini,
- P. Fermani,
- S. Fiore,
- A. Gajos,
- P. Gauzzi,
- S. Giovannella,
- E. Graziani,
- V.L. Ivanov,
- T. Johansson,
- X. Kang,
- D. Kisielewska-Kamińska,
- E.A. Kozyrev,
- W. Krzemien,
- A. Kupsc,
- P.A. Lukin,
- G. Mandaglio,
- M. Martini,
- R. Messi,
- S. Miscetti,
- D. Moricciani,
- P. Moskal,
- A. Passeri,
- V. Patera,
- E. Perez del Rio,
- N. Raha,
- P. Santangelo,
- M. Schioppa,
- A. Selce,
- M. Silarski,
- F. Sirghi,
- E.P. Solodov,
- L. Tortora,
- G. Venanzoni,
- W. Wiślicki,
- M. Wolke
Affiliations
- A. Anastasi
- Dipartimento di Scienze Matematiche e Informatiche, Scienze Fisiche e Scienze della Terra dell'Università di Messina, Messina, Italy; Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- D. Babusci
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- M. Berlowski
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy; National Centre for Nuclear Research, Warsaw, Poland
- C. Bloise
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- F. Bossi
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- P. Branchini
- INFN Sezione di Roma Tre, Roma, Italy
- A. Budano
- Dipartimento di Matematica e Fisica dell'Università “Roma Tre”, Roma, Italy; INFN Sezione di Roma Tre, Roma, Italy
- B. Cao
- Department of Physics and Astronomy, Uppsala University, Uppsala, Sweden
- F. Ceradini
- Dipartimento di Matematica e Fisica dell'Università “Roma Tre”, Roma, Italy; INFN Sezione di Roma Tre, Roma, Italy
- P. Ciambrone
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- F. Curciarello
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy; Corresponding authors.
- E. Czerwiński
- Institute of Physics, Jagiellonian University, Cracow, Poland
- G. D'Agostini
- Dipartimento di Fisica dell'Università “Sapienza”, Roma, Italy; INFN Sezione di Roma, Roma, Italy
- E. Danè
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- V. De Leo
- INFN Sezione di Roma Tor Vergata, Roma, Italy
- E. De Lucia
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- A. De Santis
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- P. De Simone
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- A. Di Cicco
- Dipartimento di Matematica e Fisica dell'Università “Roma Tre”, Roma, Italy; INFN Sezione di Roma Tre, Roma, Italy
- A. Di Domenico
- Dipartimento di Fisica dell'Università “Sapienza”, Roma, Italy; INFN Sezione di Roma, Roma, Italy
- D. Domenici
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- A. D'Uffizi
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- A. Fantini
- Dipartimento di Fisica dell'Università “Tor Vergata”, Roma, Italy; INFN Sezione di Roma Tor Vergata, Roma, Italy
- G. Fantini
- Gran Sasso Science Institute, L'Aquila, Italy
- P. Fermani
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- S. Fiore
- ENEA, Department of Fusion and Technology for Nuclear Safety and Security, Frascati (RM), Italy; INFN Sezione di Roma, Roma, Italy
- A. Gajos
- Institute of Physics, Jagiellonian University, Cracow, Poland
- P. Gauzzi
- Dipartimento di Fisica dell'Università “Sapienza”, Roma, Italy; INFN Sezione di Roma, Roma, Italy
- S. Giovannella
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- E. Graziani
- INFN Sezione di Roma Tre, Roma, Italy
- V.L. Ivanov
- Budker Institute of Nuclear Physics, Novosibirsk, Russia; Novosibirsk State University, Novosibirsk, Russia
- T. Johansson
- Department of Physics and Astronomy, Uppsala University, Uppsala, Sweden
- X. Kang
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- D. Kisielewska-Kamińska
- Institute of Physics, Jagiellonian University, Cracow, Poland
- E.A. Kozyrev
- Budker Institute of Nuclear Physics, Novosibirsk, Russia; Novosibirsk State University, Novosibirsk, Russia
- W. Krzemien
- National Centre for Nuclear Research, Warsaw, Poland
- A. Kupsc
- Department of Physics and Astronomy, Uppsala University, Uppsala, Sweden
- P.A. Lukin
- Budker Institute of Nuclear Physics, Novosibirsk, Russia; Novosibirsk State University, Novosibirsk, Russia
- G. Mandaglio
- Dipartimento di Scienze Chimiche, Biologiche, Farmaceutiche ed Ambientali dell'Università di Messina, Messina, Italy; INFN Sezione di Catania, Catania, Italy; Corresponding authors.
- M. Martini
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy; Dipartimento di Scienze e Tecnologie applicate, Università “Guglielmo Marconi”, Roma, Italy
- R. Messi
- Dipartimento di Fisica dell'Università “Tor Vergata”, Roma, Italy; INFN Sezione di Roma Tor Vergata, Roma, Italy
- S. Miscetti
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- D. Moricciani
- INFN Sezione di Roma Tor Vergata, Roma, Italy
- P. Moskal
- Institute of Physics, Jagiellonian University, Cracow, Poland
- A. Passeri
- INFN Sezione di Roma Tre, Roma, Italy
- V. Patera
- Dipartimento di Scienze di Base ed Applicate per l'Ingegneria dell'Università “Sapienza”, Roma, Italy; INFN Sezione di Roma, Roma, Italy
- E. Perez del Rio
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- N. Raha
- INFN Sezione di Roma Tor Vergata, Roma, Italy
- P. Santangelo
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy
- M. Schioppa
- Dipartimento di Fisica dell'Università della Calabria, Rende, Italy; INFN Gruppo collegato di Cosenza, Rende, Italy
- A. Selce
- Dipartimento di Matematica e Fisica dell'Università “Roma Tre”, Roma, Italy; INFN Sezione di Roma Tre, Roma, Italy
- M. Silarski
- Institute of Physics, Jagiellonian University, Cracow, Poland
- F. Sirghi
- Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN, Frascati, Italy; Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering, Mǎgurele, Romania
- E.P. Solodov
- Budker Institute of Nuclear Physics, Novosibirsk, Russia; Novosibirsk State University, Novosibirsk, Russia
- L. Tortora
- INFN Sezione di Roma Tre, Roma, Italy
- G. Venanzoni
- INFN Sezione di Pisa, Pisa, Italy
- W. Wiślicki
- National Centre for Nuclear Research, Warsaw, Poland
- M. Wolke
- Department of Physics and Astronomy, Uppsala University, Uppsala, Sweden
- Journal volume & issue
-
Vol. 784
pp. 336 – 341
Abstract
We searched for the μ+μ− decay of a light vector gauge boson, also known as dark photon, in the e+e−→μ+μ−γISR process by means of the Initial State Radiation (ISR) method. We used 1.93 fb−1 of data collected by the KLOE experiment at the DAΦNE ϕ-factory. No structures have been observed over the irreducible μ+μ− background. A 90% CL limit on the ratio ε2=α′/α between the dark coupling constant and the fine structure constant of 3×10−6–2×10−7 has been set in the dark photon mass region between 519 MeV and 973 MeV. This new limit has been combined with the published result obtained investigating the hypothesis of the dark photon decaying into hadrons in e+e−→π+π−γISR events. The combined 90% CL limit increases the sensitivity especially in the ρ–ω interference region and excludes ε2 greater than (13−2)×10−7. For dark photon masses greater than 600 MeV the combined limit is lower than 8 ×10−7 resulting more stringent than present constraints from other experiments. Keywords: e+e− Collisions, Dark forces, Gauge vector boson, Upper limits