pith. sign in

arxiv: 2207.00509 · v4 · pith:YZZRGRLInew · submitted 2022-07-01 · ✦ hep-ex

Search for a dark photon and an invisible dark Higgs boson in μ^+μ^- and missing energy final states with the Belle II experiment

Belle II Collaboration: F. Abudin\'en , I. Adachi , L. Aggarwal , H. Aihara , N. Akopov , A. Aloisio , N. Anh Ky , D. M. Asner
show 351 more authors
H. Atmacan T. Aushev V. Aushev V. Babu S. Bahinipati P. Bambade Sw. Banerjee S. Bansal J. Baudot A. Baur A. Beaubien J. Becker P. K. Behera J. V. Bennett E. Bernieri F. U. Bernlochner M. Bertemes E. Bertholet M. Bessner B. Bhuyan F. Bianchi T. Bilka D. Biswas A. Bobrov D. Bodrov A. Bolz A. Bozek M. Bra\v{c}ko P. Branchini T. E. Browder A. Budano S. Bussino M. Campajola G. Casarosa C. Cecchi V. Chekelian C. Chen Y. Q. Chen B. G. Cheon K. Chilikin K. Chirapatpimol H.-E. Cho K. Cho S.-J. Cho S.-K. Choi S. Choudhury D. Cinabro L. Corona S. Cunliffe F. Dattola G. de Marino G. De Nardo M. De Nuccio G. De Pietro R. de Sangro M. Destefanis S. Dey A. De Yta-Hernandez R. Dhamija A. Di Canto F. Di Capua J. Dingfelder Z. Dole\v{z}al I. Dom\'inguez Jim\'enez T. V. Dong M. Dorigo K. Dort D. Dossett S. Dreyer S. Dubey G. Dujany P. Ecker M. Eliachevitch D. Epifanov P. Feichtinger T. Ferber D. Ferlewicz T. Fillinger C. Finck G. Finocchiaro K. Flood A. Fodor F. Forti A. Frey B. G. Fulsom E. Ganiev M. Garcia-Hernandez V. Gaur A. Gaz A. Gellrich R. Giordano A. Giri B. Gobbo R. Godang P. Goldenzweig W. Gradl S. Granderath E. Graziani D. Greenwald T. Gu K. Gudkova J. Guilliams C. Hadjivasiliou K. Hara T. Hara K. Hayasaka H. Hayashii S. Hazra C. Hearty M. T. Hedges I. Heredia de la Cruz M. Hern\'andez Villanueva A. Hershenhorn T. Higuchi E. C. Hill M. Hoek M. Hohmann C.-L. Hsu T. Iijima K. Inami G. Inguglia N. Ipsita A. Ishikawa S. Ito R. Itoh M. Iwasaki P. Jackson W. W. Jacobs D. E. Jaffe E.-J. Jang Q. P. Ji S. Jia Y. Jin H. Junkerkalefeld H. Kakuno A. B. Kaliyar J. Kandra K. H. Kang R. Karl G. Karyan T. Kawasaki C. Ketter H. Kichimi C. Kiesling C.-H. Kim D. Y. Kim K.-H. Kim Y.-K. Kim K. Kinoshita P. Kody\v{s} T. Koga S. Kohani K. Kojima T. Konno A. Korobov S. Korpar E. Kovalenko R. Kowalewski T. M. G. Kraetzschmar P. Kri\v{z}an P. Krokovny T. Kuhr R. Kumar K. Kumara T. Kunigo Y.-J. Kwon S. Lacaprara Y.-T. Lai T. Lam J. S. Lange M. Laurenza R. Leboucher S. C. Lee L. K. Li Y. B. Li J. Libby K. Lieret Q. Y. Liu D. Liventsev S. Longo A. Lozar T. Lueck C. Lyu M. Maggiora R. Maiti S. Maity R. Manfredi E. Manoni S. Marcello C. Marinas L. Martel A. Martini L. Massaccesi M. Masuda K. Matsuoka J. A. McKenna F. Meier M. Merola F. Metzner M. Milesi C. Miller K. Miyabayashi G. B. Mohanty N. Molina-Gonzalez S. Moneta H. Moon M. Mrvar I. Nakamura K. R. Nakamura M. Nakao H. Nakayama A. Narimani Charan M. Naruki Z. Natkaniec A. Natochii L. Nayak M. Nayak N. K. Nisar S. Nishida K. Nishimura S. Ogawa H. Ono P. Oskin G. Pakhlova A. Paladino A. Panta S. Pardi K. Parham H. Park S.-H. Park A. Passeri S. Patra S. Paul T. K. Pedlar M. Piccolo L. E. Piilonen G. Pinna Angioni P. L. M. Podesta-Lerma T. Podobnik S. Pokharel L. Polat C. Praz S. Prell E. Prencipe M. T. Prim H. Purwar N. Rad P. Rados S. Raiz A. Ramirez Morales M. Reif S. Reiter M. Remnev I. Ripp-Baudot G. Rizzo S. H. Robertson D. Rodr\'iguez P\'erez J. M. Roney A. Rostomyan N. Rout D. Sahoo D. A. Sanders S. Sandilya L. Santelj Y. Sato B. Scavino J. Schueler C. Schwanda Y. Seino A. Selce K. Senyo J. Serrano M. E. Sevior C. Sfienti T. Shillington J.-G. Shiu A. Sibidanov F. Simon J. B. Singh J. Skorupa A. Soffer A. Sokolov E. Solovieva S. Spataro B. Spruck M. Stari\v{c} S. Stefkova Z. S. Stottler R. Stroili M. Sumihama K. Sumisawa W. Sutcliffe S. Y. Suzuki H. Svidras M. Tabata M. Takizawa U. Tamponi S. Tanaka K. Tanida H. Tanigawa F. Tenchini R. Tiwary D. Tonelli E. Torassa N. Toutounji K. Trabelsi M. Uchida I. Ueda Y. Uematsu T. Uglov K. Unger Y. Unno K. Uno S. Uno P. Urquijo Y. Ushiroda S. E. Vahsen R. van Tonder G. S. Varner K. E. Varvell A. Vinokurova L. Vitale V. Vobbilisetti E. Waheed H. M. Wakeling E. Wang M.-Z. Wang A. Warburton M. Watanabe S. Watanuki M. Welsch C. Wessel H. Windel E. Won X. P. Xu B. D. Yabsley S. Yamada W. Yan S. B. Yang H. Ye J. H. Yin K. Yoshihara C. Z. Yuan Y. Yusa L. Zani Y. Zhang V. Zhilich Q. D. Zhou X. Y. Zhou V. I. Zhukova R. \v{Z}leb\v{c}\'ik
This is my paper
classification ✦ hep-ex
keywords primedarkphotonrangebosonhiggsmassalpha
0
0 comments X
read the original abstract

The dark photon $A^\prime$ and the dark Higgs boson $h^\prime$ are hypothetical particles predicted in many dark sector models. We search for the simultaneous production of $A^\prime$ and $h^\prime$ in the dark Higgsstrahlung process $e^{+}e^{-}\rightarrow A^\prime \, h^\prime$ with $A^\prime \rightarrow \mu^+\mu^-$ and $ h^\prime$ invisible in electron-positron collisions at a center-of-mass energy of 10.58 GeV collected by the Belle II experiment in 2019. With an integrated luminosity of 8.34 fb$^{-1}$, we observe no evidence for signal. We obtain exclusion limits at 90% Bayesian credibility in the range of 1.7--5.0 fb on the cross section and in the range of $1.7 \times10^{-8}$--$200 \times10^{-8}$ on the effective coupling $\varepsilon^2 \times \alpha_D$ for the $A^\prime$ mass in the range of 4.0 GeV/$c^2$ $< M_{A^\prime}< 9.7$ GeV/$c^2$ and for the $h^\prime$ mass $M_{h^\prime} < M_{A^\prime}$, where $\varepsilon$ is the mixing strength between the standard model and the dark photon and $\alpha_D$ is the coupling of the dark photon to the dark Higgs boson. Our limits are the first in this mass range.

This paper has not been read by Pith yet.

discussion (0)

Sign in with ORCID, Apple, or X to comment. Anyone can read and Pith papers without signing in.

Forward citations

Cited by 1 Pith paper

Reviewed papers in the Pith corpus that reference this work. Sorted by Pith novelty score.

  1. Renormalisation and invariants for two U(1)s

    hep-ph 2026-05 unverdicted novelty 6.0

    A covariant non-canonical kinetic term formulation for two U(1) models yields simple two-loop MSbar RGEs and reparametrization-invariant quantities linked to millicharges.