Abstract
We report the first search for a nonstandard-model resonance decaying into τ pairs in e+e-→μ+μ-τ+τ- events in the 3.6-10 GeV/c2 mass range. We use a 62.8 fb-1 sample of e+e- collisions collected at a center-of-mass energy of 10.58 GeV by the Belle II experiment at the SuperKEKB collider. The analysis probes three different models predicting a spin-1 particle coupling only to the heavier lepton families, a Higgs-like spin-0 particle that couples preferentially to charged leptons (leptophilic scalar), and an axionlike particle, respectively. We observe no evidence for a signal and set exclusion limits at 90% confidence level on the product of cross section and branching fraction into τ pairs, ranging from 0.7 to 24 fb, and on the couplings of these processes. We obtain world-leading constraints on the couplings for the leptophilic scalar model for masses above 6.5 GeV/c2 and for the axionlike particle model over the entire mass range.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 121802 |
| Journal | Physical review letters |
| Volume | 131 |
| Issue number | 12 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 2023 Sept 22 |
Bibliographical note
Publisher Copyright:© 2023 authors. Published by the American Physical Society. Published by the American Physical Society under the terms of the "https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"Creative Commons Attribution 4.0 International license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article's title, journal citation, and DOI. Funded by SCOAP3.
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In: Physical review letters, Vol. 131, No. 12, 121802, 22.09.2023.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
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T1 - Search for a τ+τ- Resonance in e+e- →μ+μ-τ+τ- Events with the Belle II Experiment
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Y1 - 2023/9/22
N2 - We report the first search for a nonstandard-model resonance decaying into τ pairs in e+e-→μ+μ-τ+τ- events in the 3.6-10 GeV/c2 mass range. We use a 62.8 fb-1 sample of e+e- collisions collected at a center-of-mass energy of 10.58 GeV by the Belle II experiment at the SuperKEKB collider. The analysis probes three different models predicting a spin-1 particle coupling only to the heavier lepton families, a Higgs-like spin-0 particle that couples preferentially to charged leptons (leptophilic scalar), and an axionlike particle, respectively. We observe no evidence for a signal and set exclusion limits at 90% confidence level on the product of cross section and branching fraction into τ pairs, ranging from 0.7 to 24 fb, and on the couplings of these processes. We obtain world-leading constraints on the couplings for the leptophilic scalar model for masses above 6.5 GeV/c2 and for the axionlike particle model over the entire mass range.
AB - We report the first search for a nonstandard-model resonance decaying into τ pairs in e+e-→μ+μ-τ+τ- events in the 3.6-10 GeV/c2 mass range. We use a 62.8 fb-1 sample of e+e- collisions collected at a center-of-mass energy of 10.58 GeV by the Belle II experiment at the SuperKEKB collider. The analysis probes three different models predicting a spin-1 particle coupling only to the heavier lepton families, a Higgs-like spin-0 particle that couples preferentially to charged leptons (leptophilic scalar), and an axionlike particle, respectively. We observe no evidence for a signal and set exclusion limits at 90% confidence level on the product of cross section and branching fraction into τ pairs, ranging from 0.7 to 24 fb, and on the couplings of these processes. We obtain world-leading constraints on the couplings for the leptophilic scalar model for masses above 6.5 GeV/c2 and for the axionlike particle model over the entire mass range.
UR - https://www.scopus.com/pages/publications/85175585417
U2 - 10.1103/PhysRevLett.131.121802
DO - 10.1103/PhysRevLett.131.121802
M3 - Article
C2 - 37802942
AN - SCOPUS:85175585417
SN - 0031-9007
VL - 131
JO - Physical review letters
JF - Physical review letters
IS - 12
M1 - 121802
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