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. 2024 Sep 13;133(11):111802.
doi: 10.1103/PhysRevLett.133.111802.

Search for Leptonic Decays of Dark Photons at NA62

E Cortina Gil  1 , J Jerhot  1 , A Kleimenova  1 , N Lurkin  1 , M Zamkovsky  1 , T Numao  2 , B Velghe  2 , V W S Wong  2 , D Bryman  3 , Z Hives  4 , T Husek  4 , K Kampf  4 , M Koval  4 , B De Martino  5 , M Perrin-Terrin  5 , B Döbrich  6 , S Lezki  6 , A T Akmete  7 , R Aliberti  7 , L Di Lella  7 , N Doble  7 , L Peruzzo  7 , S Schuchmann  7 , H Wahl  7 , R Wanke  7 , P Dalpiaz  8 , I Neri  8 , F Petrucci  8 , M Soldani  8 , L Bandiera  9 , A Cotta Ramusino  9 , A Gianoli  9 , M Romagnoni  9 , A Sytov  9 , M Lenti  10 , P Lo Chiatto  10 , R Marchevski  10 , I Panichi  10 , G Ruggiero  10 , A Bizzeti  11 , F Bucci  11 , A Antonelli  12 , V Kozhuharov  12 , G Lanfranchi  12 , S Martellotti  12 , M Moulson  12 , T Spadaro  12 , G Tinti  12 , F Ambrosino  13 , M D'Errico  13 , R Fiorenza  13 , R Giordano  13 , P Massarotti  13 , M Mirra  13 , M Napolitano  13 , I Rosa  13 , G Saracino  13 , G Anzivino  14 , F Brizioli  15 , P Cenci  15 , V Duk  15 , R Lollini  15 , P Lubrano  15 , M Pepe  15 , M Piccini  15 , F Costantini  16 , M Giorgi  16 , S Giudici  16 , G Lamanna  16 , E Lari  16 , E Pedreschi  16 , J Pinzino  16 , M Sozzi  16 , R Fantechi  17 , F Spinella  17 , I Mannelli  18 , M Raggi  19 , A Biagioni  20 , P Cretaro  20 , O Frezza  20 , A Lonardo  20 , M Turisini  20 , P Vicini  20 , R Ammendola  21 , V Bonaiuto  21 , A Fucci  21 , A Salamon  21 , F Sargeni  21 , R Arcidiacono  22 , B Bloch-Devaux  22 , E Menichetti  22 , E Migliore  22 , C Biino  23 , A Filippi  23 , F Marchetto  23 , D Soldi  23 , A Briano Olvera  24 , J Engelfried  24 , N Estrada-Tristan  24 , R Piandani  24 , M A Reyes Santos  24 , K A Rodriguez Rivera  24 , P Boboc  25 , A M Bragadireanu  25 , S A Ghinescu  25 , O E Hutanu  25 , T Blazek  26 , V Cerny  26 , Z Kucerova  26 , R Volpe  26 , J Bernhard  27 , L Bician  27 , M Boretto  27 , A Ceccucci  27 , M Ceoletta  27 , M Corvino  27 , H Danielsson  27 , F Duval  27 , L Federici  27 , E Gamberini  27 , R Guida  27 , E B Holzer  27 , B Jenninger  27 , G Lehmann Miotto  27 , P Lichard  27 , K Massri  27 , E Minucci  27 , M Noy  27 , V Ryjov  27 , J Swallow  27 , J R Fry  28 , F Gonnella  28 , E Goudzovski  28 , J Henshaw  28 , C Kenworthy  28 , C Lazzeroni  28 , C Parkinson  28 , A Romano  28 , J Sanders  28 , A Sergi  28 , A Shaikhiev  28 , A Tomczak  28 , H Heath  29 , D Britton  30 , A Norton  30 , D Protopopescu  30 , J B Dainton  31 , L Gatignon  31 , R W L Jones  31 , P Cooper  32 , D Coward  32 , P Rubin  32 , A Baeva  33 , D Baigarashev  33 , D Emelyanov  33 , T Enik  33 , V Falaleev  33 , S Fedotov  33 , K Gorshanov  33 , E Gushchin  33 , V Kekelidze  33 , D Kereibay  33 , S Kholodenko  33 , A Khotyantsev  33 , A Korotkova  33 , Y Kudenko  33 , V Kurochka  33 , V Kurshetsov  33 , L Litov  33 , D Madigozhin  33 , A Mefodev  33 , M Misheva  33 , N Molokanova  33 , V Obraztsov  33 , A Okhotnikov  33 , I Polenkevich  33 , Yu Potrebenikov  33 , A Sadovskiy  33 , S Shkarovskiy  33 , V Sugonyaev  33 , O Yushchenko  33 ; NA62 Collaboration
Affiliations

Search for Leptonic Decays of Dark Photons at NA62

E Cortina Gil et al. Phys Rev Lett. .

Abstract

The NA62 experiment at CERN, configured in beam-dump mode, has searched for dark photon decays in flight to electron-positron pairs using a sample of 1.4×10^{17} protons on dump collected in 2021. No evidence for a dark photon signal is observed. The combined result for dark photon searches in lepton-antilepton final states is presented and a region of the parameter space is excluded at 90% confidence level, improving on previous experimental limits for dark photon mass values between 50 and 600 MeV/c^{2} and coupling values in the range 10^{-6} to 4×10^{-5}. An interpretation of the e^{+}e^{-} search result in terms of the emission and decay of an axionlike particle is also presented.

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