Limit on the production of a light vector gauge boson in ϕ meson decays with the KLOE detector

Babusci, D.; Badoni, D.; Balwierz-Pytko, I.; Bencivenni, G.; Bini, C.; Bloise, C.; Bossi, F.; Branchini, P.; Budano, A.; Caldeira Balkestahl, L.; Capon, G.; Ceradini, F.; Ciambrone, P.; Czerwinski, E.; Dane, E.; De Lucia, E.; De Robertis, G.; De Santis, A.; Di Domenico, A.; Di Donato, C.; Di Salvo, R.; Domenici, D.; Erriquez, O.; Fanizzi, G.; Fantini, A.; Felici, G.; Fiore, S.; Franzini, P.; Gauzzi, P.; Giardina, G.; Giovannella, S.; Gonnella, F.; Graziani, E.; Happacher, F.; Heijkenskjold, L.; Hoistad, B.; Iafolla, L.; Jacewicz, M.; Johansson, T.; Kupsc, A.; Lee-Franzini, J.; Leverington, B.; Loddo, F.; Loffredo, S.; Mandaglio, G.; Martemianov, M.; Martini, M.; Mascolo, M.; Messi, R.; Miscetti, S.; Morello, G.; Moricciani, D.; Moskal, P.; Nguyen, F.; Passeri, A.; Patera, V.; Longhi, I. P.; Ranieri, A.; Redmer, C. F.; Santangelo, P.; Sarra, I.; Schioppa, M.; Sciascia, B.; Silarski, M.; Taccini, C.; Tortora, L.; Venanzoni, G.; Wislicki, W.; Wolke, M.; Zdebik, J.

doi:10.1016/j.physletb.2013.01.067

We present a new limit on the production of a light dark-force mediator with the KLOE detector at DAϕNE. This boson, called U, has been searched for in the decay ϕ →ηU, U →e+e−, analyzing the decay η → π0π0π0 in a data sample of 1.7 fb−1. No structures are observed in the e+e− invariant mass distribution over the background. This search is combined with a previous result obtained from the decay η→π+π−π0, increasing the sensitivity. We set an upper limit at 90% C.L. on the ratio between the U boson coupling constant and the fine structure constant of α′ /α < 1.7 × 10−5 for 30 < MU < 400 MeV and α′ /α ≤ 8 × 10−6 for the sub-region 50 < MU < 210 MeV. This result assumes the Vector Meson Dominance expectations for the ϕηγ ∗ transition form factor. The dependence of this limit on the transition form factor has also been studied.

Limit on the production of a light vector gauge boson in ϕ meson decays with the KLOE detector / Babusci, D.; Badoni, D.; Balwierz-Pytko, I.; Bencivenni, G.; Bini, C.; Bloise, C.; Bossi, F.; Branchini, P.; Budano, A.; Caldeira Balkestahl, L.; Capon, G.; Ceradini, F.; Ciambrone, P.; Czerwinski, E.; Dane, E.; De Lucia, E.; De Robertis, G.; De Santis, A.; Di Domenico, A.; Di Donato, C.; Di Salvo, R.; Domenici, D.; Erriquez, O.; Fanizzi, G.; Fantini, A.; Felici, G.; Fiore, S.; Franzini, P.; Gauzzi, P.; Giardina, G.; Giovannella, S.; Gonnella, F.; Graziani, E.; Happacher, F.; Heijkenskjold, L.; Hoistad, B.; Iafolla, L.; Jacewicz, M.; Johansson, T.; Kupsc, A.; Lee-Franzini, J.; Leverington, B.; Loddo, F.; Loffredo, S.; Mandaglio, G.; Martemianov, M.; Martini, M.; Mascolo, M.; Messi, R.; Miscetti, S.; Morello, G.; Moricciani, D.; Moskal, P.; Nguyen, F.; Passeri, A.; Patera, V.; Longhi, I. P.; Ranieri, A.; Redmer, C. F.; Santangelo, P.; Sarra, I.; Schioppa, M.; Sciascia, B.; Silarski, M.; Taccini, C.; Tortora, L.; Venanzoni, G.; Wislicki, W.; Wolke, M.; Zdebik, J.. - In: PHYSICS LETTERS. SECTION B. - ISSN 0370-2693. - 720:1-3(2013), pp. 111-115. [10.1016/j.physletb.2013.01.067]