Search for baryogenesis and dark matter in B+ → Λc+ +invisible decays

  • J. P. Lees
  • , V. Poireau
  • , V. Tisserand
  • , E. Grauges
  • , A. Palano
  • , G. Eigen
  • , D. N. Brown
  • , Yu G. Kolomensky
  • , M. Fritsch
  • , H. Koch
  • , R. Cheaib
  • , C. Hearty
  • , T. S. Mattison
  • , J. A. McKenna
  • , R. Y. So
  • , V. E. Blinov
  • , A. R. Buzykaev
  • , V. P. Druzhinin
  • , E. A. Kozyrev
  • , E. A. Kravchenko
  • S. I. Serednyakov, Yu I. Skovpen, E. P. Solodov, K. Yu Todyshev, A. J. Lankford, B. Dey, J. W. Gary, O. Long, A. M. Eisner, W. S. Lockman, W. Panduro Vazquez, D. S. Chao, C. H. Cheng, B. Echenard, K. T. Flood, D. G. Hitlin, Y. Li, D. X. Lin, S. Middleton, T. S. Miyashita, P. Ongmongkolkul, J. Oyang, F. C. Porter, M. Röhrken, B. T. Meadows, M. D. Sokoloff, J. G. Smith, S. R. Wagner, D. Bernard, M. Verderi, D. Bettoni, C. Bozzi, R. Calabrese, G. Cibinetto, E. Fioravanti, I. Garzia, E. Luppi, V. Santoro, A. Calcaterra, R. De Sangro, G. Finocchiaro, S. Martellotti, P. Patteri, I. M. Peruzzi, M. Piccolo, M. Rotondo, A. Zallo, S. Passaggio, C. Patrignani, B. J. Shuve, H. M. Lacker, B. Bhuyan, U. Mallik, C. Chen, J. Cochran, S. Prell, A. V. Gritsan, N. Arnaud, M. Davier, F. Le Diberder, A. M. Lutz, G. Wormser, D. J. Lange, D. M. Wright, J. P. Coleman, D. E. Hutchcroft, D. J. Payne, C. Touramanis, A. J. Bevan, M. Bona, F. Di Lodovico, G. Cowan, Sw Banerjee, D. N. Brown, C. L. Davis, A. G. Denig, W. Gradl, K. Griessinger, A. Hafner, K. R. Schubert, R. J. Barlow, G. D. Lafferty, R. Cenci, A. Jawahery, D. A. Roberts, R. Cowan, S. H. Robertson, R. M. Seddon, N. Neri, F. Palombo, L. Cremaldi, R. Godang, D. J. Summers, G. De Nardo, C. Sciacca, C. P. Jessop, J. M. Losecco, K. Honscheid, A. Gaz, M. Margoni, G. Simi, F. Simonetto, R. Stroili, S. Akar, E. Ben-Haim, M. Bomben, G. R. Bonneaud, G. Calderini, J. Chauveau, G. Marchiori, J. Ocariz, M. Biasini, E. Manoni, A. Rossi, G. Batignani, S. Bettarini, M. Carpinelli, G. Casarosa, M. Chrzaszcz, F. Forti, M. A. Giorgi, A. Lusiani, B. Oberhof, E. Paoloni, M. Rama, G. Rizzo, J. J. Walsh, L. Zani, A. J.S. Smith, F. Anulli, R. Faccini, F. Ferrarotto, F. Ferroni, A. Pilloni, C. Bünger, S. Dittrich, O. Grünberg, T. Leddig, C. Voß, R. Waldi, T. Adye, F. F. Wilson, S. Emery, G. Vasseur, D. Aston, C. Cartaro, M. R. Convery, W. Dunwoodie, M. Ebert, R. C. Field, B. G. Fulsom, M. T. Graham, C. Hast, P. Kim, S. Luitz, D. B. Macfarlane, D. R. Muller, H. Neal, B. N. Ratcliff, A. Roodman, M. K. Sullivan, J. Va'Vra, W. J. Wisniewski, M. V. Purohit, J. R. Wilson, S. J. Sekula, H. Ahmed, N. Tasneem, M. Bellis, P. R. Burchat, E. M.T. Puccio, J. A. Ernst, R. Gorodeisky, N. Guttman, D. R. Peimer, A. Soffer, S. M. Spanier, J. L. Ritchie, J. M. Izen, X. C. Lou, F. Bianchi, F. De Mori, A. Filippi, L. Lanceri, L. Vitale, F. Martinez-Vidal, A. Oyanguren, J. Albert, A. Beaulieu, F. U. Bernlochner, G. J. King, R. Kowalewski, T. Lueck, C. Miller, I. M. Nugent, J. M. Roney, R. J. Sobie, T. J. Gershon, P. F. Harrison, T. E. Latham, S. L. Wu

Research output: Contribution to journalArticlepeer-review

1 Scopus citations

Abstract

A mechanism of baryogenesis and dark matter production via B meson oscillations and decays has recently been proposed to explain the observed dark matter abundance and matter-antimatter asymmetry in the universe. This mechanism introduces a low-mass dark sector particle (ψD) with a nonzero baryonic charge. We present a search for this new state in B+→Λc+ψD decays using data collected at the ϒ(4S) resonance by the BABAR detector at SLAC, corresponding to an integrated luminosity of 431.0 fb-1. The search leverages the full reconstruction of the B- meson in ϒ(4S)→B+B- decays, accompanied by the reconstruction of a Λc+, to infer the presence of ψD. No significant signal is observed, and limits on the B+→Λc+ψD branching fraction are set at the level of 1.6×10-4 at 90% confidence level for 0.94<mψD<2.99 GeV. These results set strong constraints on the parameter space allowed by B-meson baryogenesis.

Original languageEnglish (US)
Article numberL031101
JournalPhysical Review D
Volume111
Issue number3
DOIs
StatePublished - Feb 1 2025

All Science Journal Classification (ASJC) codes

  • Nuclear and High Energy Physics

Fingerprint

Dive into the research topics of 'Search for baryogenesis and dark matter in B+ → Λc+ +invisible decays'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this