Journal of High Energy Physics (May 2019)
Search for production of an invisible dark photon in π 0 decays
- The NA62 collaboration,
- E. Cortina Gil,
- A. Kleimenova,
- E. Minucci,
- S. Padolski,
- P. Petrov,
- A. Shaikhiev,
- R. Volpe,
- G. Georgiev,
- V. Kozhuharov,
- L. Litov,
- T. Numao,
- Y. Petrov,
- B. Velghe,
- D. Bryman,
- J. Fu,
- T. Husek,
- J. Jerhot,
- K. Kampf,
- M. Zamkovsky,
- R. Aliberti,
- G. Khoriauli,
- J. Kunze,
- D. Lomidze,
- L. Peruzzo,
- M. Vormstein,
- R. Wanke,
- P. Dalpiaz,
- M. Fiorini,
- I. Neri,
- A. Norton,
- F. Petrucci,
- H. Wahl,
- A. Cotta Ramusino,
- A. Gianoli,
- E. Iacopini,
- G. Latino,
- M. Lenti,
- A. Parenti,
- A. Bizzeti,
- F. Bucci,
- A. Antonelli,
- G. Lanfranchi,
- G. Mannocchi,
- S. Martellotti,
- M. Moulson,
- T. Spadaro,
- F. Ambrosino,
- T. Capussela,
- M. Corvino,
- D. Di Filippo,
- P. Massarotti,
- M. Mirra,
- M. Napolitano,
- G. Saracino,
- G. Anzivino,
- F. Brizioli,
- E. Imbergamo,
- R. Lollini,
- R. Piandani,
- C. Santoni,
- M. Barbanera,
- P. Cenci,
- B. Checcucci,
- P. Lubrano,
- M. Lupi,
- M. Pepe,
- M. Piccini,
- F. Costantini,
- L. Di Lella,
- N. Doble,
- M. Giorgi,
- S. Giudici,
- G. Lamanna,
- E. Lari,
- E. Pedreschi,
- M. Sozzi,
- C. Cerri,
- R. Fantechi,
- L. Pontisso,
- F. Spinella,
- I. Mannelli,
- G. D’Agostini,
- M. Raggi,
- A. Biagioni,
- E. Leonardi,
- A. Lonardo,
- P. Valente,
- P. Vicini,
- R. Ammendola,
- V. Bonaiuto,
- A. Fucci,
- A. Salamon,
- F. Sargeni,
- R. Arcidiacono,
- B. Bloch-Devaux,
- M. Boretto,
- E. Menichetti,
- E. Migliore,
- D. Soldi,
- C. Biino,
- A. Filippi,
- F. Marchetto,
- J. Engelfried,
- N. Estrada-Tristan,
- A. M. Bragadireanu,
- S. A. Ghinescu,
- O. E. Hutanu,
- T. Enik,
- V. Falaleev,
- V. Kekelidze,
- A. Korotkova,
- D. Madigozhin,
- M. Misheva,
- N. Molokanova,
- S. Movchan,
- I. Polenkevich,
- Yu. Potrebenikov,
- S. Shkarovskiy,
- A. Zinchenko,
- S. Fedotov,
- E. Gushchin,
- A. Khotyantsev,
- Y. Kudenko,
- V. Kurochka,
- M. Medvedeva,
- A. Mefodev,
- S. Kholodenko,
- V. Kurshetsov,
- V. Obraztsov,
- A. Ostankov,
- V. Semenov,
- V. Sugonyaev,
- O. Yushchenko,
- L. Bician,
- T. Blazek,
- V. Cerny,
- Z. Kucerova,
- J. Bernhard,
- A. Ceccucci,
- H. Danielsson,
- N. De Simone,
- F. Duval,
- B. Döbrich,
- L. Federici,
- E. Gamberini,
- L. Gatignon,
- R. Guida,
- F. Hahn,
- E. B. Holzer,
- B. Jenninger,
- M. Koval,
- P. Laycock,
- G. Lehmann Miotto,
- P. Lichard,
- A. Mapelli,
- R. Marchevski,
- K. Massri,
- M. Noy,
- V. Palladino,
- M. Perrin-Terrin,
- J. Pinzino,
- V. Ryjov,
- S. Schuchmann,
- S. Venditti,
- T. Bache,
- M. B. Brunetti,
- V. Duk,
- V. Fascianelli,
- J. R. Fry,
- F. Gonnella,
- E. Goudzovski,
- L. Iacobuzio,
- C. Lazzeroni,
- N. Lurkin,
- F. Newson,
- C. Parkinson,
- A. Romano,
- A. Sergi,
- A. Sturgess,
- J. Swallow,
- H. Heath,
- R. Page,
- S. Trilov,
- B. Angelucci,
- D. Britton,
- C. Graham,
- D. Protopopescu,
- J. Carmignani,
- J. B. Dainton,
- R. W. L. Jones,
- G. Ruggiero,
- L. Fulton,
- D. Hutchcroft,
- E. Maurice,
- B. Wrona,
- A. Conovaloff,
- P. Cooper,
- D. Coward,
- P. Rubin
Affiliations
- The NA62 collaboration
- E. Cortina Gil
- Université Catholique de Louvain
- A. Kleimenova
- Université Catholique de Louvain
- E. Minucci
- Université Catholique de Louvain
- S. Padolski
- Université Catholique de Louvain
- P. Petrov
- Université Catholique de Louvain
- A. Shaikhiev
- Université Catholique de Louvain
- R. Volpe
- Université Catholique de Louvain
- G. Georgiev
- Faculty of Physics, University of Sofia
- V. Kozhuharov
- Faculty of Physics, University of Sofia
- L. Litov
- Faculty of Physics, University of Sofia
- T. Numao
- TRIUMF
- Y. Petrov
- TRIUMF
- B. Velghe
- TRIUMF
- D. Bryman
- University of British Columbia
- J. Fu
- University of British Columbia
- T. Husek
- Charles University
- J. Jerhot
- Charles University
- K. Kampf
- Charles University
- M. Zamkovsky
- Charles University
- R. Aliberti
- Institut für Physik and PRISMA Cluster of excellence, Universität Mainz
- G. Khoriauli
- Institut für Physik and PRISMA Cluster of excellence, Universität Mainz
- J. Kunze
- Institut für Physik and PRISMA Cluster of excellence, Universität Mainz
- D. Lomidze
- Institut für Physik and PRISMA Cluster of excellence, Universität Mainz
- L. Peruzzo
- Institut für Physik and PRISMA Cluster of excellence, Universität Mainz
- M. Vormstein
- Institut für Physik and PRISMA Cluster of excellence, Universität Mainz
- R. Wanke
- Institut für Physik and PRISMA Cluster of excellence, Universität Mainz
- P. Dalpiaz
- Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’Università e INFN, Sezione di Ferrara
- M. Fiorini
- Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’Università e INFN, Sezione di Ferrara
- I. Neri
- Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’Università e INFN, Sezione di Ferrara
- A. Norton
- Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’Università e INFN, Sezione di Ferrara
- F. Petrucci
- Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’Università e INFN, Sezione di Ferrara
- H. Wahl
- Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’Università e INFN, Sezione di Ferrara
- A. Cotta Ramusino
- INFN, Sezione di Ferrara
- A. Gianoli
- INFN, Sezione di Ferrara
- E. Iacopini
- Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università e INFN, Sezione di Firenze
- G. Latino
- Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università e INFN, Sezione di Firenze
- M. Lenti
- Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università e INFN, Sezione di Firenze
- A. Parenti
- Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università e INFN, Sezione di Firenze
- A. Bizzeti
- INFN, Sezione di Firenze
- F. Bucci
- INFN, Sezione di Firenze
- A. Antonelli
- Laboratori Nazionali di Frascati
- G. Lanfranchi
- Laboratori Nazionali di Frascati
- G. Mannocchi
- Laboratori Nazionali di Frascati
- S. Martellotti
- Laboratori Nazionali di Frascati
- M. Moulson
- Laboratori Nazionali di Frascati
- T. Spadaro
- Laboratori Nazionali di Frascati
- F. Ambrosino
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli
- T. Capussela
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli
- M. Corvino
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli
- D. Di Filippo
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli
- P. Massarotti
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli
- M. Mirra
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli
- M. Napolitano
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli
- G. Saracino
- Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli
- G. Anzivino
- Dipartimento di Fisica e Geologia dell’Università e INFN, Sezione di Perugia
- F. Brizioli
- Dipartimento di Fisica e Geologia dell’Università e INFN, Sezione di Perugia
- E. Imbergamo
- Dipartimento di Fisica e Geologia dell’Università e INFN, Sezione di Perugia
- R. Lollini
- Dipartimento di Fisica e Geologia dell’Università e INFN, Sezione di Perugia
- R. Piandani
- Dipartimento di Fisica e Geologia dell’Università e INFN, Sezione di Perugia
- C. Santoni
- Dipartimento di Fisica e Geologia dell’Università e INFN, Sezione di Perugia
- M. Barbanera
- INFN, Sezione di Perugia
- P. Cenci
- INFN, Sezione di Perugia
- B. Checcucci
- INFN, Sezione di Perugia
- P. Lubrano
- INFN, Sezione di Perugia
- M. Lupi
- INFN, Sezione di Perugia
- M. Pepe
- INFN, Sezione di Perugia
- M. Piccini
- INFN, Sezione di Perugia
- F. Costantini
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Pisa
- L. Di Lella
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Pisa
- N. Doble
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Pisa
- M. Giorgi
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Pisa
- S. Giudici
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Pisa
- G. Lamanna
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Pisa
- E. Lari
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Pisa
- E. Pedreschi
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Pisa
- M. Sozzi
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Pisa
- C. Cerri
- INFN, Sezione di Pisa
- R. Fantechi
- INFN, Sezione di Pisa
- L. Pontisso
- INFN, Sezione di Pisa
- F. Spinella
- INFN, Sezione di Pisa
- I. Mannelli
- Scuola Normale Superiore e INFN, Sezione di Pisa
- G. D’Agostini
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma e INFN, Sezione di Roma I
- M. Raggi
- Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma e INFN, Sezione di Roma I
- A. Biagioni
- INFN, Sezione di Roma I
- E. Leonardi
- INFN, Sezione di Roma I
- A. Lonardo
- INFN, Sezione di Roma I
- P. Valente
- INFN, Sezione di Roma I
- P. Vicini
- INFN, Sezione di Roma I
- R. Ammendola
- INFN, Sezione di Roma Tor Vergata
- V. Bonaiuto
- INFN, Sezione di Roma Tor Vergata
- A. Fucci
- INFN, Sezione di Roma Tor Vergata
- A. Salamon
- INFN, Sezione di Roma Tor Vergata
- F. Sargeni
- INFN, Sezione di Roma Tor Vergata
- R. Arcidiacono
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Torino
- B. Bloch-Devaux
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Torino
- M. Boretto
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Torino
- E. Menichetti
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Torino
- E. Migliore
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Torino
- D. Soldi
- Dipartimento di Fisica dell’Università e INFN, Sezione di Torino
- C. Biino
- INFN, Sezione di Torino
- A. Filippi
- INFN, Sezione di Torino
- F. Marchetto
- INFN, Sezione di Torino
- J. Engelfried
- Instituto de Física, Universidad Autónoma de San Luis Potosí
- N. Estrada-Tristan
- Instituto de Física, Universidad Autónoma de San Luis Potosí
- A. M. Bragadireanu
- Horia Hulubei national Institute of Physics and Nuclear Engineering
- S. A. Ghinescu
- Horia Hulubei national Institute of Physics and Nuclear Engineering
- O. E. Hutanu
- Horia Hulubei national Institute of Physics and Nuclear Engineering
- T. Enik
- Joint Institute for Nuclear Research
- V. Falaleev
- Joint Institute for Nuclear Research
- V. Kekelidze
- Joint Institute for Nuclear Research
- A. Korotkova
- Joint Institute for Nuclear Research
- D. Madigozhin
- Joint Institute for Nuclear Research
- M. Misheva
- Joint Institute for Nuclear Research
- N. Molokanova
- Joint Institute for Nuclear Research
- S. Movchan
- Joint Institute for Nuclear Research
- I. Polenkevich
- Joint Institute for Nuclear Research
- Yu. Potrebenikov
- Joint Institute for Nuclear Research
- S. Shkarovskiy
- Joint Institute for Nuclear Research
- A. Zinchenko
- Joint Institute for Nuclear Research
- S. Fedotov
- Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences
- E. Gushchin
- Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences
- A. Khotyantsev
- Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences
- Y. Kudenko
- Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences
- V. Kurochka
- Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences
- M. Medvedeva
- Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences
- A. Mefodev
- Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences
- S. Kholodenko
- Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation
- V. Kurshetsov
- Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation
- V. Obraztsov
- Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation
- A. Ostankov
- Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation
- V. Semenov
- Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation
- V. Sugonyaev
- Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation
- O. Yushchenko
- Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation
- L. Bician
- Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University
- T. Blazek
- Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University
- V. Cerny
- Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University
- Z. Kucerova
- Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University
- J. Bernhard
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- A. Ceccucci
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- H. Danielsson
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- N. De Simone
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- F. Duval
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- B. Döbrich
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- L. Federici
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- E. Gamberini
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- L. Gatignon
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- R. Guida
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- F. Hahn
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- E. B. Holzer
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- B. Jenninger
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- M. Koval
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- P. Laycock
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- G. Lehmann Miotto
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- P. Lichard
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- A. Mapelli
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- R. Marchevski
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- K. Massri
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- M. Noy
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- V. Palladino
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- M. Perrin-Terrin
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- J. Pinzino
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- V. Ryjov
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- S. Schuchmann
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- S. Venditti
- CERN, European Organization for Nuclear Research
- T. Bache
- University of Birmingham
- M. B. Brunetti
- University of Birmingham
- V. Duk
- University of Birmingham
- V. Fascianelli
- University of Birmingham
- J. R. Fry
- University of Birmingham
- F. Gonnella
- University of Birmingham
- E. Goudzovski
- University of Birmingham
- L. Iacobuzio
- University of Birmingham
- C. Lazzeroni
- University of Birmingham
- N. Lurkin
- University of Birmingham
- F. Newson
- University of Birmingham
- C. Parkinson
- University of Birmingham
- A. Romano
- University of Birmingham
- A. Sergi
- University of Birmingham
- A. Sturgess
- University of Birmingham
- J. Swallow
- University of Birmingham
- H. Heath
- University of Bristol
- R. Page
- University of Bristol
- S. Trilov
- University of Bristol
- B. Angelucci
- University of Glasgow
- D. Britton
- University of Glasgow
- C. Graham
- University of Glasgow
- D. Protopopescu
- University of Glasgow
- J. Carmignani
- University of Lancaster
- J. B. Dainton
- University of Lancaster
- R. W. L. Jones
- University of Lancaster
- G. Ruggiero
- University of Lancaster
- L. Fulton
- University of Liverpool
- D. Hutchcroft
- University of Liverpool
- E. Maurice
- University of Liverpool
- B. Wrona
- University of Liverpool
- A. Conovaloff
- George Mason University
- P. Cooper
- George Mason University
- D. Coward
- George Mason University
- P. Rubin
- George Mason University
- DOI
- https://doi.org/10.1007/JHEP05(2019)182
- Journal volume & issue
-
Vol. 2019,
no. 5
pp. 1 – 20
Abstract
Abstract The results of a search for π 0 decays to a photon and an invisible massive dark photon at the NA62 experiment at the CERN SPS are reported. From a total of 4.12 × 108 tagged π 0 mesons, no signal is observed. Assuming a kinetic-mixing interaction, limits are set on the dark photon coupling to the ordinary photon as a function of the dark photon mass, improving on previous searches in the mass range 60–110 MeV/c 2. The present results are interpreted in terms of an upper limit of the branching ratio of the electro-weak decay π 0 → γ ν ν ¯ $$ {\pi}^0\to \gamma \nu \overline{\nu} $$ , improving the current limit by more than three orders of magnitude.
Keywords
