Search for Dark Photons Produced in 13 TeV pp Collisions

Searches are performed for both promptlike and long-lived dark photons, A′, produced in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, using A′→μ⁺μ⁻ decays and a data sample corresponding to an integrated luminosity of 1.6  fb⁻¹ collected with the LHCb detector. The promptlike A′ sea...

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Bibliographic Details
Main Authors: Aaij, R., Adeva, B., Adinolfi, M., Ajaltouni, Z., Akar, S., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Ali, S., Alkhazov, G., Alvarez Cartelle, P., Alves, A. A., Amato, S., Amerio, S., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andreassi, G., Andreotti, M., Andrews, J. E., Appleby, R. B., Archilli, F., d’Argent, P., Arnau Romeu, J., Artamonov, A., Artuso, M., Aslanides, E., Atzeni, M., Auriemma, G., Baalouch, M., Babuschkin, I., Bachmann, S., Back, J. J., Badalov, A., Baesso, C., Baker, S., Balagura, V., Baldini, W., Baranov, A., Barlow, R. J., Barschel, C., Barsuk, S., Barter, W., Baryshnikov, F., Batozskaya, V., Battista, V., Bay, A., Beaucourt, L., Beddow, J., Bedeschi, F., Bediaga, I., Beiter, A., Bel, L. J., Beliy, N., Bellee, V., Belloli, N., Belous, K., Belyaev, I., Ben-Haim, E., Bencivenni, G., Benson, S., Beranek, S., Berezhnoy, A., Bernet, R., Berninghoff, D., Bertholet, E., Bertolin, A., Betancourt, C., Betti, F., Bettler, M.-O., van Beuzekom, M., 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Y., Zhu, X., Zhukov, V., Zonneveld, J. B., Zucchelli, S., LCHB Collaboration, Boettcher, Thomas Julian, Craik, Daniel C, Ilten, Philip J, Weisser, Constantin, Williams, Mateo S.
Other Authors: Massachusetts Institute of Technology. Department of Physics
Format: Article
Language:English
Published: American Physical Society 2018
Online Access:http://hdl.handle.net/1721.1/114459
https://orcid.org/0000-0002-3684-1560
https://orcid.org/0000-0001-5534-1732
Description
Summary:Searches are performed for both promptlike and long-lived dark photons, A′, produced in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, using A′→μ⁺μ⁻ decays and a data sample corresponding to an integrated luminosity of 1.6  fb⁻¹ collected with the LHCb detector. The promptlike A′ search covers the mass range from near the dimuon threshold up to 70 GeV, while the long-lived A′ search is restricted to the low-mass region 214 < m(A′) < 350  MeV. No evidence for a signal is found, and 90% confidence level exclusion limits are placed on the γ–A′ kinetic-mixing strength. The constraints placed on promptlike dark photons are the most stringent to date for the mass range 10.6 < m(A′) < 70  GeV, and are comparable to the best existing limits for m(A′) < 0.5  GeV. The search for long-lived dark photons is the first to achieve sensitivity using a displaced-vertex signature.