Limit on the production of a new vector boson in e+e- → Uγ, U → π+π- with the KLOE experiment

被引:85
作者
Anastasi, A. [4 ,5 ]
Babusci, D. [4 ]
Bencivenni, G. [4 ]
Berlowski, M. [22 ]
Bloise, C. [4 ]
Bossi, F. [4 ]
Branchini, P. [18 ]
Budano, A. [17 ,18 ]
Balkestahl, L. Caldeira [21 ]
Cao, B. [21 ]
Ceradini, F. [17 ,18 ]
Ciambrone, P. [4 ]
Curciarello, F. [2 ,5 ,12 ]
Czerwinski, E. [3 ]
D'Agostini, G. [13 ,14 ]
Dane, E. [4 ]
De Leo, V. [18 ]
De Lucia, E. [4 ]
De Santis, A. [4 ]
De Simone, P. [4 ]
Di Cicco, A. [17 ,18 ]
Di Domenico, A. [13 ,14 ]
Di Salvo, R. [16 ]
Domenici, D. [4 ]
D'Uffizi, A. [4 ]
Fantini, A. [15 ,16 ]
Felici, G. [4 ]
Fiore, S. [14 ,19 ]
Gajos, A. [3 ]
Gauzzi, P. [13 ,14 ]
Giardina, G. [2 ,5 ]
Giovannella, S.
Grazianir, E. [18 ]
Happacher, F. [4 ]
Heijkenskjold, L. [21 ]
Andersson, W. Ikegami [21 ]
Johansson, T. [21 ]
Kaminska, D. [3 ]
Krzemien, W. [22 ]
Kupsc, A. [21 ]
Loffredo, S. [17 ,18 ]
Mandaglio, G. [6 ,7 ]
Martini, M. [4 ,11 ]
Mascolo, M. [4 ]
Messi, R. [15 ,16 ]
Miscetti, S. [4 ]
Morello, G. [4 ]
Moricciani, D. [16 ]
Moskal, P. [3 ]
Palladino, A. [20 ]
机构
[1] INFN Sez Bari, Bari, Italy
[2] INFN Sez Catania, Catania, Italy
[3] Jagiellonian Univ, Inst Phys, Krakow, Poland
[4] Lab Nazl Frascati INFN, Frascati, Italy
[5] Univ Messina, Dipartimento Sci Matemat & Informat Sci Fis & Sci, Messina, Italy
[6] Univ Messina, Dipartimento Sci Chim Biol Farmaceut & Ambientali, Messina, Italy
[7] INFN Grp, Coll Messina, Messina, Italy
[8] Univ Calabria, Dipartmento Fis, I-87036 Arcavacata Di Rende, Italy
[9] INFN Grp, Coll Cosenza, Arcavacata Di Rende, Italy
[10] Univ Sapienza, Dipartimento Sci Base Applicate Inge, Rome, Italy
[11] Univ Guglielmo Marconi, Dipartimento Sci & Tecnol Applicate, Rome, Italy
[12] Novosibirsk State Univ, Novosibirsk 630090, Russia
[13] Univ Sapienza, Dipartimento Fis, Rome, Italy
[14] INFN Sez Roma, Rome, Italy
[15] Univ Roma Tor Vergata, Dipartimento Fis, Via E Carnevale, I-00173 Rome, Italy
[16] INFN Sez Roma Tor Vergata, Rome, Italy
[17] Univ Rome Tre, Dipartimento Matemat & Fis, I-00146 Rome, Italy
[18] INFN Sez Roma Tre, Rome, Italy
[19] ENEA UTTMAT IRR, Casaccia RC, Rome, Italy
[20] Boston Univ, Dept Phys, 590 Commonwealth Ave, Boston, MA 02215 USA
[21] Uppsala Univ, Dept Phys & Astron, Uppsala, Sweden
[22] Natl Ctr Nucl Res, Warsaw, Poland
关键词
Dark matter; Dark forces; Dark photon; U boson; PHI-MESON DECAYS; RADIATIVE RETURN; DARK PHOTON; GAUGE BOSON; SEARCH; ENERGIES; EMISSION; DETECTOR; PI(0); FSR;
D O I
10.1016/j.physletb.2016.04.019
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
The recent interest in a light gauge boson in the framework of an extra U(1) symmetry motivates searches in the mass range below 1 GeV. We present a search for such a particle, the dark photon, in e(+)e(-) -> U gamma, U -> pi(+)pi(-) based on 28 million e(+)e(-) -> pi(+)pi(-) gamma events collected at DA Phi NE by the KLOE experiment. The pi(+) pi(-) production by initial-state radiation compensates for a loss of sensitivity of previous KLOE U -> e(+) e(-), mu(+) mu(-) searches due to the small branching ratios in the rho-omega resonance region. We found no evidence for a signal and set a limit at 90% CL on the mixing strength between the photon and the dark photon, epsilon(2), in the U mass range between 527 and 987 MeV. Above 700 MeV this new limit is more stringent than previous ones. (C) 2016 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Funded by SCOAP(3).
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