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. 2011 Jul 8;107(2):021804.
doi: 10.1103/PhysRevLett.107.021804. Epub 2011 Jul 6.

Search for production of invisible final states in single-photon decays of Υ(1S)

P del Amo Sanchez  1 , J P Lees, V Poireau, E Prencipe, V Tisserand, J Garra Tico, E Grauges, M Martinelli, D A Milanes, A Palano, M Pappagallo, G Eigen, B Stugu, L Sun, D N Brown, M V Chistiakova, F Jensen, L T Kerth, Yu G Kolomensky, G Lynch, I L Osipenkov, H Koch, T Schroeder, D J Asgeirsson, C Hearty, T S Mattison, J A McKenna, A Khan, A Randle-Conde, V E Blinov, A R Buzykaev, V P Druzhinin, V B Golubev, E A Kravchenko, A P Onuchin, S I Serednyakov, Yu I Skovpen, E P Solodov, K Yu Todyshev, A N Yushkov, M Bondioli, S Curry, D Kirkby, A J Lankford, M Mandelkern, E C Martin, D P Stoker, H Atmacan, J W Gary, F Liu, O Long, G M Vitug, C Campagnari, T M Hong, D Kovalskyi, J D Richman, C West, A M Eisner, C A Heusch, J Kroseberg, W S Lockman, A J Martinez, T Schalk, B A Schumm, A Seiden, L O Winstrom, C H Cheng, D A Doll, B Echenard, D G Hitlin, P Ongmongkolkul, F C Porter, A Y Rakitin, R Andreassen, M S Dubrovin, G Mancinelli, B T Meadows, M D Sokoloff, P C Bloom, W T Ford, A Gaz, M Nagel, U Nauenberg, J G Smith, S R Wagner, R Ayad, W H Toki, H Jasper, T M Karbach, A Petzold, B Spaan, M J Kobel, K R Schubert, R Schwierz, D Bernard, M Verderi, P J Clark, S Playfer, J E Watson, M Andreotti, D Bettoni, C Bozzi, R Calabrese, A Cecchi, G Cibinetto, E Fioravanti, P Franchini, I Garzia, E Luppi, M Munerato, M Negrini, A Petrella, L Piemontese, R Baldini-Ferroli, A Calcaterra, R de Sangro, G Finocchiaro, M Nicolaci, S Pacetti, P Patteri, I M Peruzzi, M Piccolo, M Rama, A Zallo, R Contri, E Guido, M Lo Vetere, M R Monge, S Passaggio, C Patrignani, E Robutti, S Tosi, B Bhuyan, V Prasad, C L Lee, M Morii, A Adametz, J Marks, U Uwer, F U Bernlochner, M Ebert, H M Lacker, T Lueck, A Volk, P D Dauncey, M Tibbetts, P K Behera, U Mallik, C Chen, J Cochran, H B Crawley, L Dong, W T Meyer, S Prell, E I Rosenberg, A E Rubin, A V Gritsan, Z J Guo, N Arnaud, M Davier, D Derkach, J Firmino da Costa, G Grosdidier, F Le Diberder, A M Lutz, B Malaescu, A Perez, P Roudeau, M H Schune, J Serrano, V Sordini, A Stocchi, L Wang, G Wormser, D J Lange, D M Wright, I Bingham, C A Chavez, J P Coleman, J R Fry, E Gabathuler, R Gamet, D E Hutchcroft, D J Payne, C Touramanis, A J Bevan, F Di Lodovico, R Sacco, M Sigamani, G Cowan, S Paramesvaran, A C Wren, D N Brown, C L Davis, A G Denig, M Fritsch, W Gradl, A Hafner, K E Alwyn, D Bailey, R J Barlow, G Jackson, G D Lafferty, J Anderson, R Cenci, A Jawahery, D A Roberts, G Simi, J M Tuggle, C Dallapiccola, E Salvati, R Cowan, D Dujmic, G Sciolla, M Zhao, D Lindemann, P M Patel, S H Robertson, M Schram, P Biassoni, A Lazzaro, V Lombardo, F Palombo, S Stracka, L Cremaldi, R Godang, R Kroeger, P Sonnek, D J Summers, X Nguyen, M Simard, P Taras, G De Nardo, D Monorchio, G Onorato, C Sciacca, G Raven, H L Snoek, C P Jessop, K J Knoepfel, J M LoSecco, W F Wang, L A Corwin, K Honscheid, R Kass, J P Morris, N L Blount, J Brau, R Frey, O Igonkina, J A Kolb, R Rahmat, N B Sinev, D Strom, J Strube, E Torrence, G Castelli, E Feltresi, N Gagliardi, M Margoni, M Morandin, M Posocco, M Rotondo, F Simonetto, R Stroili, E Ben-Haim, G R Bonneaud, H Briand, G Calderini, J Chauveau, O Hamon, Ph Leruste, G Marchiori, J Ocariz, J Prendki, S Sitt, M Biasini, E Manoni, A Rossi, C Angelini, G Batignani, S Bettarini, M Carpinelli, G Casarosa, A Cervelli, F Forti, M A Giorgi, A Lusiani, N Neri, E Paoloni, G Rizzo, J J Walsh, D Lopes Pegna, C Lu, J Olsen, A J S Smith, A V Telnov, F Anulli, E Baracchini, G Cavoto, R Faccini, F Ferrarotto, F Ferroni, M Gaspero, L Li Gioi, M A Mazzoni, G Piredda, F Renga, T Hartmann, T Leddig, H Schröder, R Waldi, T Adye, B Franek, E O Olaiya, F F Wilson, S Emery, G Hamel de Monchenault, G Vasseur, Ch Yèche, M Zito, M T Allen, D Aston, D J Bard, R Bartoldus, J F Benitez, C Cartaro, M R Convery, J Dorfan, G P Dubois-Felsmann, W Dunwoodie, R C Field, M Franco Sevilla, B G Fulsom, A M Gabareen, M T Graham, P Grenier, C Hast, W R Innes, M H Kelsey, H Kim, P Kim, M L Kocian, D W G S Leith, S Li, B Lindquist, S Luitz, V Luth, H L Lynch, D B MacFarlane, H Marsiske, D R Muller, H Neal, S Nelson, C P O'Grady, I Ofte, M Perl, T Pulliam, B N Ratcliff, A Roodman, A A Salnikov, V Santoro, R H Schindler, J Schwiening, A Snyder, D Su, M K Sullivan, S Sun, K Suzuki, J M Thompson, J Va'vra, A P Wagner, M Weaver, W J Wisniewski, M Wittgen, D H Wright, H W Wulsin, A K Yarritu, C C Young, V Ziegler, X R Chen, W Park, M V Purohit, R M White, J R Wilson, S J Sekula, M Bellis, P R Burchat, A J Edwards, T S Miyashita, S Ahmed, M S Alam, J A Ernst, B Pan, M A Saeed, S B Zain, N Guttman, A Soffer, P Lund, S M Spanier, R Eckmann, J L Ritchie, A M Ruland, C J Schilling, R F Schwitters, B C Wray, J M Izen, X C Lou, F Bianchi, D Gamba, M Pelliccioni, M Bomben, L Lanceri, L Vitale, N Lopez-March, F Martinez-Vidal, A Oyanguren, J Albert, Sw Banerjee, H H F Choi, K Hamano, G J King, R Kowalewski, M J Lewczuk, C Lindsay, I M Nugent, J M Roney, R J Sobie, T J Gershon, P F Harrison, T E Latham, E M T Puccio, H R Band, S Dasu, K T Flood, Y Pan, R Prepost, C O Vuosalo, S L Wu; BABAR Collaboration
Affiliations
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Search for production of invisible final states in single-photon decays of Υ(1S)

P del Amo Sanchez et al. Phys Rev Lett. .
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Abstract

We search for single-photon decays of the Υ(1S) resonance, Υ → γ + invisible, where the invisible state is either a particle of definite mass, such as a light Higgs boson A⁰, or a pair of dark matter particles, χχ. Both A⁰ and χ are assumed to have zero spin. We tag Υ(1S) decays with a dipion transition Υ(2S) → π⁺π⁻Υ(1S) and look for events with a single energetic photon and significant missing energy. We find no evidence for such processes in the mass range m(A⁰) ≤ 9.2 GeV and m(χ) ≤ 4.5 GeV in the sample of 98 × 10⁶ Υ(2S) decays collected with the BABAR detector and set stringent limits on new physics models that contain light dark matter states.

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