Search for K+ decays to a muon and invisible particles

Physics Letters B, Vol. 816 (2021)

Mots clés
Auteurs
  • E. Cortina Gil
  • Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium
  • A. Kleimenova
  • Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium
  • E. Minucci
  • Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium
  • S. Padolski
  • Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium
  • P. Petrov
  • Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium
  • A. Shaikhiev
  • Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium
  • R. Volpe
  • Université Catholique de Louvain, Louvain-La-Neuve, Belgium
  • T. Numao
  • TRIUMF, Vancouver, British Columbia, Canada
  • Y. Petrov
  • TRIUMF, Vancouver, British Columbia, Canada
  • B. Velghe
  • TRIUMF, Vancouver, British Columbia, Canada
  • D. Bryman
  • University of British Columbia, Vancouver, British Columbia, Canada
  • J. Fu
  • University of British Columbia, Vancouver, British Columbia, Canada
  • T. Husek
  • Charles University, Prague, Czech Republic
  • J. Jerhot
  • Charles University, Prague, Czech Republic
  • K. Kampf
  • Charles University, Prague, Czech Republic
  • M. Zamkovsky
  • Charles University, Prague, Czech Republic
  • R. Aliberti
  • Institut für Physik and PRISMA Cluster of Excellence, Universität Mainz, Mainz, Germany
  • G. Khoriauli
  • Institut für Physik and PRISMA Cluster of Excellence, Universität Mainz, Mainz, Germany
  • J. Kunze
  • Institut für Physik and PRISMA Cluster of Excellence, Universität Mainz, Mainz, Germany
  • D. Lomidze
  • Institut für Physik and PRISMA Cluster of Excellence, Universität Mainz, Mainz, Germany
  • L. Peruzzo
  • Institut für Physik and PRISMA Cluster of Excellence, Universität Mainz, Mainz, Germany
  • M. Vormstein
  • Institut für Physik and PRISMA Cluster of Excellence, Universität Mainz, Mainz, Germany
  • R. Wanke
  • Institut für Physik and PRISMA Cluster of Excellence, Universität Mainz, Mainz, Germany
  • P. Dalpiaz
  • Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell'Università e INFN, Sezione di Ferrara, Ferrara, Italy
  • M. Fiorini
  • Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell'Università e INFN, Sezione di Ferrara, Ferrara, Italy
  • I. Neri
  • Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell'Università e INFN, Sezione di Ferrara, Ferrara, Italy
  • A. Norton
  • Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell'Università e INFN, Sezione di Ferrara, Ferrara, Italy
  • F. Petrucci
  • Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell'Università e INFN, Sezione di Ferrara, Ferrara, Italy
  • H. Wahl
  • Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell'Università e INFN, Sezione di Ferrara, Ferrara, Italy
  • A. Cotta Ramusino
  • INFN, Sezione di Ferrara, Ferrara, Italy
  • A. Gianoli
  • INFN, Sezione di Ferrara, Ferrara, Italy
  • E. Iacopini
  • Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università e INFN, Sezione di Firenze, Sesto Fiorentino, Italy
  • G. Latino
  • Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università e INFN, Sezione di Firenze, Sesto Fiorentino, Italy
  • M. Lenti
  • Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università e INFN, Sezione di Firenze, Sesto Fiorentino, Italy
  • A. Parenti
  • Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università e INFN, Sezione di Firenze, Sesto Fiorentino, Italy
  • A. Bizzeti
  • INFN, Sezione di Firenze, Sesto Fiorentino, Italy
  • F. Bucci
  • INFN, Sezione di Firenze, Sesto Fiorentino, Italy
  • A. Antonelli
  • Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italy
  • G. Georgiev
  • Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italy
  • V. Kozhuharov
  • Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italy
  • G. Lanfranchi
  • Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italy
  • S. Martellotti
  • Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italy
  • M. Moulson
  • Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italy
  • T. Spadaro
  • Laboratori Nazionali di Frascati, Frascati, Italy
  • F. Ambrosino
  • Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli, Napoli, Italy
  • T. Capussela
  • Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli, Napoli, Italy
  • M. Corvino
  • Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli, Napoli, Italy
  • D. Di Filippo
  • Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli, Napoli, Italy
  • P. Massarotti
  • Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli, Napoli, Italy
  • M. Mirra
  • Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli, Napoli, Italy
  • M. Napolitano
  • Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli, Napoli, Italy
  • G. Saracino
  • Dipartimento di Fisica “Ettore Pancini” e INFN, Sezione di Napoli, Napoli, Italy
  • G. Anzivino
  • Dipartimento di Fisica e Geologia dell'Università e INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • F. Brizioli
  • Dipartimento di Fisica e Geologia dell'Università e INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • E. Imbergamo
  • Dipartimento di Fisica e Geologia dell'Università e INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • R. Lollini
  • Dipartimento di Fisica e Geologia dell'Università e INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • R. Piandani
  • Dipartimento di Fisica e Geologia dell'Università e INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • C. Santoni
  • Dipartimento di Fisica e Geologia dell'Università e INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • M. Barbanera
  • INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • P. Cenci
  • INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • B. Checcucci
  • INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • P. Lubrano
  • INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • M. Lupi
  • INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • M. Pepe
  • INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • M. Piccini
  • INFN, Sezione di Perugia, Perugia, Italy
  • F. Costantini
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • L. Di Lella
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • N. Doble
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • M. Giorgi
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • S. Giudici
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • G. Lamanna
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • E. Lari
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • E. Pedreschi
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • M. Sozzi
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • C. Cerri
  • INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • R. Fantechi
  • INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • L. Pontisso
  • INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • F. Spinella
  • INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • I. Mannelli
  • Scuola Normale Superiore e INFN, Sezione di Pisa, Pisa, Italy
  • G. D'Agostini
  • Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma e INFN, Sezione di Roma I, Roma, Italy
  • M. Raggi
  • Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma e INFN, Sezione di Roma I, Roma, Italy
  • A. Biagioni
  • INFN, Sezione di Roma I, Roma, Italy
  • E. Leonardi
  • INFN, Sezione di Roma I, Roma, Italy
  • A. Lonardo
  • INFN, Sezione di Roma I, Roma, Italy
  • P. Valente
  • INFN, Sezione di Roma I, Roma, Italy
  • P. Vicini
  • INFN, Sezione di Roma I, Roma, Italy
  • R. Ammendola
  • INFN, Sezione di Roma Tor Vergata, Roma, Italy
  • V. Bonaiuto
  • INFN, Sezione di Roma Tor Vergata, Roma, Italy
  • A. Fucci
  • INFN, Sezione di Roma Tor Vergata, Roma, Italy
  • A. Salamon
  • INFN, Sezione di Roma Tor Vergata, Roma, Italy
  • F. Sargeni
  • INFN, Sezione di Roma Tor Vergata, Roma, Italy
  • R. Arcidiacono
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Torino, Torino, Italy
  • B. Bloch-Devaux
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Torino, Torino, Italy
  • M. Boretto
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Torino, Torino, Italy
  • E. Menichetti
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Torino, Torino, Italy
  • E. Migliore
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Torino, Torino, Italy
  • D. Soldi
  • Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Torino, Torino, Italy
  • C. Biino
  • INFN, Sezione di Torino, Torino, Italy
  • A. Filippi
  • INFN, Sezione di Torino, Torino, Italy
  • F. Marchetto
  • INFN, Sezione di Torino, Torino, Italy
  • J. Engelfried
  • Instituto de Física, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, San Luis Potosí, Mexico
  • N. Estrada-Tristan
  • Instituto de Física, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, San Luis Potosí, Mexico
  • A.M. Bragadireanu
  • Horia Hulubei National Institute of Physics for R&D in Physics and Nuclear Engineering, Bucharest-Magurele, Romania
  • S.A. Ghinescu
  • Horia Hulubei National Institute of Physics for R&D in Physics and Nuclear Engineering, Bucharest-Magurele, Romania
  • O.E. Hutanu
  • Horia Hulubei National Institute of Physics for R&D in Physics and Nuclear Engineering, Bucharest-Magurele, Romania
  • A. Baeva
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • D. Baigarashev
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • D. Emelyanov
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • T. Enik
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • V. Falaleev
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • V. Kekelidze
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • A. Korotkova
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • L. Litov
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • D. Madigozhin
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • M. Misheva
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • N. Molokanova
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • S. Movchan
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • I. Polenkevich
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • Yu. Potrebenikov
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • S. Shkarovskiy
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • A. Zinchenko
  • Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russia
  • S. Fedotov
  • Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
  • E. Gushchin
  • Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
  • A. Khotyantsev
  • Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
  • Y. Kudenko
  • Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
  • V. Kurochka
  • Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
  • M. Medvedeva
  • Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
  • A. Mefodev
  • Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
  • S. Kholodenko
  • Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation, Protvino, Russia
  • V. Kurshetsov
  • Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation, Protvino, Russia
  • V. Obraztsov
  • Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation, Protvino, Russia
  • A. Ostankov
  • Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation, Protvino, Russia
  • V. Semenov
  • Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation, Protvino, Russia
  • V. Sugonyaev
  • Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation, Protvino, Russia
  • O. Yushchenko
  • Institute for High Energy Physics - State Research Center of Russian Federation, Protvino, Russia
  • L. Bician
  • Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University, Bratislava, Slovakia
  • T. Blazek
  • Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University, Bratislava, Slovakia
  • V. Cerny
  • Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University, Bratislava, Slovakia
  • Z. Kucerova
  • Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University, Bratislava, Slovakia
  • J. Bernhard
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • A. Ceccucci
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • H. Danielsson
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • N. De Simone
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • F. Duval
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • B. Döbrich
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • L. Federici
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • E. Gamberini
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • L. Gatignon
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • R. Guida
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • F. Hahn
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • E.B. Holzer
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • B. Jenninger
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • M. Koval
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • P. Laycock
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • G. Lehmann Miotto
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • P. Lichard
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • A. Mapelli
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • R. Marchevski
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • K. Massri
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • M. Noy
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • V. Palladino
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • M. Perrin-Terrin
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • J. Pinzino
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • V. Ryjov
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • S. Schuchmann
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • S. Venditti
  • CERN, European Organization for Nuclear Research, Geneva, Switzerland
  • T. Bache
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • M.B. Brunetti
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • V. Duk
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • V. Fascianelli
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • J.R. Fry
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • F. Gonnella
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • E. Goudzovski
  • Corresponding author.; University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • J. Henshaw
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • L. Iacobuzio
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • C. Lazzeroni
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • N. Lurkin
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • F. Newson
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • C. Parkinson
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • A. Romano
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • A. Sergi
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • A. Sturgess
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • J. Swallow
  • University of Birmingham, Birmingham, United Kingdom
  • H. Heath
  • University of Bristol, Bristol, United Kingdom
  • R. Page
  • University of Bristol, Bristol, United Kingdom
  • S. Trilov
  • University of Bristol, Bristol, United Kingdom
  • B. Angelucci
  • University of Glasgow, Glasgow, United Kingdom
  • D. Britton
  • University of Glasgow, Glasgow, United Kingdom
  • C. Graham
  • University of Glasgow, Glasgow, United Kingdom
  • D. Protopopescu
  • University of Glasgow, Glasgow, United Kingdom
  • J. Carmignani
  • University of Lancaster, Lancaster, United Kingdom
  • J.B. Dainton
  • University of Lancaster, Lancaster, United Kingdom
  • R.W.L. Jones
  • University of Lancaster, Lancaster, United Kingdom
  • G. Ruggiero
  • University of Lancaster, Lancaster, United Kingdom
  • L. Fulton
  • University of Liverpool, Liverpool, United Kingdom
  • D. Hutchcroft
  • University of Liverpool, Liverpool, United Kingdom
  • E. Maurice
  • University of Liverpool, Liverpool, United Kingdom
  • B. Wrona
  • University of Liverpool, Liverpool, United Kingdom
  • A. Conovaloff
  • George Mason University, Fairfax, VA, USA
  • P. Cooper
  • George Mason University, Fairfax, VA, USA
  • D. Coward
  • George Mason University, Fairfax, VA, USA
  • P. Rubin
  • George Mason University, Fairfax, VA, USA

Résumé

The NA62 experiment at CERN reports searches for K+→μ+N and K+→μ+νX decays, where N and X are massive invisible particles, using the 2016–2018 data set. The N particle is assumed to be a heavy neutral lepton, and the results are expressed as upper limits of O(10−8) of the neutrino mixing parameter |Uμ4|2 for N masses in the range 200–384 MeV/c2 and lifetime exceeding 50 ns. The X particle is considered a scalar or vector hidden sector mediator decaying to an invisible final state, and upper limits of the decay branching fraction for X masses in the range 10–370 MeV/c2 are reported for the first time, ranging from O(10−5) to O(10−7). An improved upper limit of 1.0×10−6 is established at 90% CL on the K+→μ+ννν¯ branching fraction.

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