Search for an Invisible Z′ in a Final State with Two Muons and Missing Energy at Belle II

I. Adachi, K. Adamczyk, L. Aggarwal, H. Ahmed, H. Aihara, N. Akopov, A. Aloisio, N. Anh Ky, D. M. Asner, T. Aushev, V. Aushev, H. Bae, S. Bahinipati, P. Bambade, Sw Banerjee, J. Baudot, M. Bauer, A. Baur, A. Beaubien, J. BeckerP. K. Behera, J. V. Bennett, E. Bernieri, F. U. Bernlochner, V. Bertacchi, M. Bertemes, E. Bertholet, M. Bessner, S. Bettarini, B. Bhuyan, F. Bianchi, T. Bilka, D. Biswas, D. Bodrov, A. Bolz, J. Borah, A. Bozek, M. Bračko, P. Branchini, T. E. Browder, A. Budano, S. Bussino, M. Campajola, L. Cao, G. Casarosa, C. Cecchi, M. C. Chang, P. Chang, R. Cheaib, P. Cheema, 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, S. Das, F. Dattola, E. De La Cruz-Burelo, S. A. De La Motte, 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. DoleŽal, I. Domínguez Jiménez, 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, A. Fodor, F. Forti, B. G. Fulsom, E. Ganiev, M. Garcia-Hernandez, V. Gaur, A. Gaz, A. Gellrich, G. Ghevondyan, R. Giordano, A. Giri, A. Glazov, B. Gobbo, R. Godang, P. Goldenzweig, S. Granderath, E. Graziani, D. Greenwald, Z. Gruberová, T. Gu, K. Gudkova, J. Guilliams, H. Haigh, T. Hara, K. Hayasaka, H. Hayashii, S. Hazra, C. Hearty, I. Heredia De La Cruz, M. Hernández Villanueva, A. Hershenhorn, T. Higuchi, E. C. Hill, 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, K. K. Joo, H. Junkerkalefeld, H. Kakuno, A. B. Kaliyar, K. H. Kang, S. Kang, R. Karl, G. Karyan, C. Kiesling, C. H. Kim, D. Y. Kim, K. H. Kim, Y. K. Kim, H. Kindo, K. Kinoshita, P. Kodyš, T. Koga, S. Kohani, K. Kojima, T. Konno, A. Korobov, S. Korpar, E. Kovalenko, R. Kowalewski, T. M.G. Kraetzschmar, P. KriŽan, P. Krokovny, T. Kuhr, J. Kumar, K. Kumara, T. Kunigo, A. Kuzmin, Y. J. Kwon, S. Lacaprara, T. Lam, L. Lanceri, J. S. Lange, M. Laurenza, K. Lautenbach, R. Leboucher, F. R. Le Diberder, P. Leitl, C. Li, L. K. Li, J. Libby, K. Lieret, Z. Liptak, Q. Y. Liu, D. Liventsev, S. Longo, A. Lozar, T. Lueck, T. Luo, C. Lyu, M. Maggiora, R. Maiti, S. Maity, R. Manfredi, E. Manoni, S. Marcello, C. Marinas, L. Martel, A. Martini, T. Martinov, L. Massaccesi, M. Masuda, K. Matsuoka, D. Matvienko, S. K. Maurya, J. A. McKenna, F. Meier, M. Merola, F. Metzner, M. Milesi, C. Miller, K. Miyabayashi, R. Mizuk, G. B. Mohanty, N. Molina-Gonzalez, S. Moneta, H. G. Moser, M. Mrvar, R. Mussa, I. Nakamura, K. R. Nakamura, M. Nakao, H. Nakayama, Y. Nakazawa, A. Narimani Charan, M. Naruki, Z. Natkaniec, A. Natochii, L. Nayak, M. Nayak, G. Nazaryan, N. K. Nisar, S. Nishida, S. Ogawa, H. Ono, Y. Onuki, P. Oskin, P. Pakhlov, G. Pakhlova, A. Paladino, A. Panta, E. Paoloni, S. Pardi, K. Parham, H. Park, S. H. Park, B. Paschen, A. Passeri, S. Patra, S. Paul, T. K. Pedlar, I. Peruzzi, R. Peschke, R. Pestotnik, 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, G. Raeuber, S. Raiz, A. Ramirez Morales, M. Reif, S. Reiter, M. Remnev, I. Ripp-Baudot, G. Rizzo, S. H. Robertson, D. Rodríguez Pérez, J. M. Roney, A. Rostomyan, N. Rout, G. Russo, D. A. Sanders, S. Sandilya, A. Sangal, L. Santelj, Y. Sato, V. Savinov, B. Scavino, J. Schueler, C. Schwanda, Y. Seino, A. Selce, K. Senyo, J. Serrano, M. E. Sevior, C. Sfienti, C. P. Shen, T. Shillington, J. G. Shiu, A. Sibidanov, F. Simon, J. B. Singh, J. Skorupa, R. J. Sobie, A. Soffer, A. Sokolov, E. Solovieva, S. Spataro, B. Spruck, M. Starič, S. Stefkova, Z. S. Stottler, R. Stroili, J. Strube, Y. Sue, M. Sumihama, K. Sumisawa, W. Sutcliffe, S. Y. Suzuki, H. Svidras, M. Takizawa, U. Tamponi, K. Tanida, H. Tanigawa, N. Taniguchi, F. Tenchini, A. Thaller, 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, Y. Ushiroda, S. E. Vahsen, R. Van Tonder, K. E. Varvell, A. Vinokurova, L. Vitale, V. Vobbilisetti, H. M. Wakeling, E. Wang, M. Z. Wang, X. L. Wang, A. Warburton, M. Watanabe, S. Watanuki, M. Welsch, C. Wessel, X. P. Xu, B. D. Yabsley, S. Yamada, W. Yan, S. B. Yang, H. Ye, J. H. Yin, Y. M. Yook, K. Yoshihara, C. Z. Yuan, Y. Yusa, L. Zani, Y. Zhang, V. Zhilich, Q. D. Zhou, X. Y. Zhou, V. I. Zhukova, R. Žlebčík

Research output: Contribution to journalArticlepeer-review

7 Scopus citations

Abstract

The Lμ-Lτ extension of the standard model predicts the existence of a lepton-flavor-universality-violating Z′ boson that couples only to the heavier lepton families. We search for such a Z′ through its invisible decay in the process e+e-→μ+μ-Z′. We use a sample of electron-positron collisions at a center-of-mass energy of 10.58 GeV collected by the Belle II experiment in 2019-2020, corresponding to an integrated luminosity of 79.7 fb-1. We find no excess over the expected standard-model background. We set 90%-confidence-level upper limits on the cross section for this process as well as on the coupling of the model, which ranges from 3×10-3 at low Z′ masses to 1 at Z′ masses of 8 GeV/c2.

Original languageEnglish
Article number231801
JournalPhysical Review Letters
Volume130
Issue number23
DOIs
StatePublished - 9 Jun 2023
Externally publishedYes

Fingerprint

Dive into the research topics of 'Search for an Invisible Z′ in a Final State with Two Muons and Missing Energy at Belle II'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this