Abstract
Collider searches for dark sectors, new particles interacting only feebly with ordinary matter, have largely focused on identifying signatures of new mediators, leaving much of dark sector structures unexplored. In particular, the existence of dark matter bound states (darkonia) remains to be investigated. This possibility could arise in a simple model in which a dark photon (A′) is light enough to generate an attractive force between dark fermions. We report herein a search for a JPC=1 - darkonium state, the D, produced in the reaction e+e-→γ D, D→A′A′A′, where the dark photons subsequently decay into pairs of leptons or pions, using 514 fb-1 of data collected with the BABAR detector. No significant signal is observed, and we set bounds on the γ-A′ kinetic mixing as a function of the dark sector coupling constant for 0.001<mA′<3.16 GeV and 0.05<m D<9.5 GeV.
Original language | English (US) |
---|---|
Article number | 021802 |
Journal | Physical review letters |
Volume | 128 |
Issue number | 2 |
DOIs | |
State | Published - Jan 14 2022 |
Externally published | Yes |
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- General Physics and Astronomy
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Dive into the research topics of 'Search for Darkonium in e+e- Collisions'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Physical review letters, Vol. 128, No. 2, 021802, 14.01.2022.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Search for Darkonium in e+e- Collisions
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PY - 2022/1/14
Y1 - 2022/1/14
N2 - Collider searches for dark sectors, new particles interacting only feebly with ordinary matter, have largely focused on identifying signatures of new mediators, leaving much of dark sector structures unexplored. In particular, the existence of dark matter bound states (darkonia) remains to be investigated. This possibility could arise in a simple model in which a dark photon (A′) is light enough to generate an attractive force between dark fermions. We report herein a search for a JPC=1 - darkonium state, the D, produced in the reaction e+e-→γ D, D→A′A′A′, where the dark photons subsequently decay into pairs of leptons or pions, using 514 fb-1 of data collected with the BABAR detector. No significant signal is observed, and we set bounds on the γ-A′ kinetic mixing as a function of the dark sector coupling constant for 0.001
AB - Collider searches for dark sectors, new particles interacting only feebly with ordinary matter, have largely focused on identifying signatures of new mediators, leaving much of dark sector structures unexplored. In particular, the existence of dark matter bound states (darkonia) remains to be investigated. This possibility could arise in a simple model in which a dark photon (A′) is light enough to generate an attractive force between dark fermions. We report herein a search for a JPC=1 - darkonium state, the D, produced in the reaction e+e-→γ D, D→A′A′A′, where the dark photons subsequently decay into pairs of leptons or pions, using 514 fb-1 of data collected with the BABAR detector. No significant signal is observed, and we set bounds on the γ-A′ kinetic mixing as a function of the dark sector coupling constant for 0.001
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85123875548&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85123875548&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1103/PhysRevLett.128.021802
DO - 10.1103/PhysRevLett.128.021802
M3 - Article
C2 - 35089770
AN - SCOPUS:85123875548
SN - 0031-9007
VL - 128
JO - Physical review letters
JF - Physical review letters
IS - 2
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