Search for dark photons from neutral meson decays in p+p and d+Au collisions at √s_NN = 200 GeV

Journal Article · Tue Mar 10 00:00:00 EDT 2015 · Physical Review. C. Nuclear Physics

DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevC.91.031901· OSTI ID:1188251

Adare, A.; Afanasiev, S.; Aidala, C.; Ajitanand, N. N.; Akiba, Y.; Akimoto, R.; Al-Bataineh, H.; Al-Ta'ani, H.; Alexander, J.; Alfred, M.; Andrews, K. R.; Angerami, A.; Aoki, K.; Apadula, N.; Aphecetche, L.; Appelt, E.; Aramaki, Y.; Armendariz, R.; Asai, J.; Asano, H. ; Aschenauer, E. C.; Atomssa, E. T.; Averbeck, R.; Awes, T. C.; Azmoun, B.; Babintsev, V.; Bai, M.; Baksay, G.; Baksay, L.; Baldisseri, A.; Bandara, N. S.; Bannier, B.; Barish, K. N.; Barnes, P. D.; Bassalleck, B.; Basye, A. T.; Bathe, S.; Batsouli, S.; Baublis, V.; Baumann, C.; Bazilevsky, A.; Beaumier, M.; Beckman, S.; Belikov, S.; Belmont, R.; Ben-Benjamin, J.; Bennett, R.; Berdnikov, A.; Berdnikov, Y.; Bhom, J. H.; Bickley, A. A.; Black, D.; Blau, D. S.; Boissevain, J. G.; Bok, J. S.; Borel, H.; Boyle, K.; Brooks, M. L.; Broxmeyer, D.; Bryslawskyj, J.; Buesching, H.; Bumazhnov, V.; Bunce, G.; Butsyk, S.; Camacho, C. M.; Campbell, S.; Caringi, A.; Castera, P.; Chang, B. S.; Chang, W. C.; Charvet, J. L.; Chen, C. H.; Chernichenko, S.; Chi, C. Y.; Chiu, M.; Choi, I. J.; Choi, J. B.; Choudhury, R. K.; Christiansen, P.; Chujo, T.; Chung, P.; Churyn, A.; Chvala, O.; Cianciolo, V.; Citron, Z.; Cole, B. A.; Conesa del Valle, Z.; Connors, M.; Constantin, P.; Csanád, M.; Csörgő, T.; Dahms, T.; Dairaku, S.; Danchev, I.; Das, K.; Datta, A.; Daugherity, M. S.; David, G.; Dayananda, M. K.; DeBlasio, K.; Dehmelt, K.; Denisov, A.; d'Enterria, D.; Deshpande, A.; Desmond, E. J.; Dharmawardane, K. V.; Dietzsch, O.; Ding, L.; Dion, A.; Do, J. H.; Donadelli, M.; Drapier, O.; Drees, A.; Drees, K. A.; Dubey, A. K.; Durham, J. M.; Durum, A.; Dutta, D.; Dzhordzhadze, V.; D'Orazio, L.; Edwards, S.; Efremenko, Y. V.; Ellinghaus, F.; Engelmore, T.; Enokizono, A.; En'yo, H.; Esumi, S.; Eyser, K. O.; Fadem, B.; Feege, N.; Fields, D. E.; Finger, M.; Finger, M.; Fleuret, F.; Fokin, S. L.; Fraenkel, Z.; Frantz, J. E.; Franz, A.; Frawley, A. D.; Fujiwara, K.; Fukao, Y.; Fusayasu, T.; Gal, C.; Gallus, P.; Garg, P.; Garishvili, I.; Ge, H.; Giordano, F.; Glenn, A.; Gong, H.; Gong, X.; Gonin, M.; Gosset, J.; Goto, Y.; Granier de Cassagnac, R.; Grau, N.; Greene, S. V.; Grim, G.; Grosse Perdekamp, M.; Gu, Y.; Gunji, T.; Guo, L.; Guragain, H.; Gustafsson, H. Å.; Hachiya, T.; Hadj Henni, A.; Haggerty, J. S.; Hahn, K. I.; Hamagaki, H.; Hamblen, J.; Han, R.; Han, S. Y.; Hanks, J.; Harper, C.; Hartouni, E. P.; Haruna, K.; Hasegawa, S.; Hashimoto, K.; Haslum, E.; Hayano, R.; He, X.; Heffner, M.; Hemmick, T. K.; Hester, T.; Hill, J. C.; Hohlmann, M.; Hollis, R. S.; Holzmann, W.; Homma, K.; Hong, B.; Horaguchi, T.; Hori, Y.; Hornback, D.; Hoshino, T.; Huang, J.; Huang, S.; Ichihara, T.; Ichimiya, R.; Iinuma, H.; Ikeda, Y.; Imai, K.; Imazu, Y.; Imrek, J.; Inaba, M.; Iordanova, A.; Isenhower, D.; Ishihara, M.; Isobe, T.; Issah, M.; Isupov, A.; Ivanischev, D.; Ivanishchev, D.; Iwanaga, Y.; Jacak, B. V.; Jeon, S. J.; Jezghani, M.; Jia, J.; Jiang, X.; Jin, J.; John, D.; Johnson, B. M.; Jones, T.; Joo, E.; Joo, K. S.; Jouan, D.; Jumper, D. S.; Kajihara, F.; Kametani, S.; Kamihara, N.; Kamin, J.; Kaneti, S.; Kang, B. H.; Kang, J. H.; Kang, J. S.; Kapustinsky, J.; Karatsu, K.; Kasai, M.; Kawall, D.; Kawashima, M.; Kazantsev, A. V.; Kempel, T.; Key, J. A.; Khachatryan, V.; Khanzadeev, A.; Kihara, K.; Kijima, K. M.; Kikuchi, J.; Kim, A.; Kim, B. I.; Kim, C.; Kim, D. H.; Kim, D. J.; Kim, E.; Kim, E. J.; Kim, H. J.; Kim, M.; Kim, S. H.; Kim, Y. J.; Kim, Y. K.; Kinney, E.; Kiriluk, K.; Kiss, Á.; Kistenev, E.; Klatsky, J.; Klay, J.; Klein-Boesing, C.; Kleinjan, D.; Kline, P.; Koblesky, T.; Kochenda, L.; Kofarago, M.; Komkov, B.; Konno, M.; Koster, J.; Kotov, D.; Kozlov, A.; Král, A.; Kravitz, A.; Kunde, G. J.; Kurita, K.; Kurosawa, M.; Kweon, M. J.; Kwon, Y.; Kyle, G. S.; Lacey, R.; Lai, Y. S.; Lajoie, J. G.; Layton, D.; Lebedev, A.; Lee, D. M.; Lee, J.; Lee, K. B.; Lee, K. S.; Lee, S. H.; Lee, S. R.; Lee, T.; Leitch, M. J.; Leite, M. A. L.; Leitgab, M.; Lenzi, B.; Li, X.; Lichtenwalner, P.; Liebing, P.; Lim, S. H.; Linden Levy, L. A.; Liška, T.; Litvinenko, A.; Liu, H.; Liu, M. X.; Love, B.; Lynch, D.; Maguire, C. F.; Makdisi, Y. I.; Makek, M.; Malakhov, A.; Malik, M. D.; Manion, A.; Manko, V. I.; Mannel, E.; Mao, Y.; Mašek, L.; Masui, H.; Matathias, F.; McCumber, M.; McGaughey, P. L.; McGlinchey, D.; McKinney, C.; Means, N.; Meles, A.; Mendoza, M.; Meredith, B.; Miake, Y.; Mibe, T.; Mignerey, A. C.; Mikeš, P.; Miki, K.; Miller, A. J.; Milov, A.; Mishra, D. K.; Mishra, M.; Mitchell, J. T.; Miyachi, Y.; Miyasaka, S.; Mizuno, S.; Mohanty, A. K.; Montuenga, P.; Moon, H. J.; Moon, T.; Morino, Y.; Morreale, A.; Morrison, D. P.; Motschwiller, S.; Moukhanova, T. V.; Mukhopadhyay, D.; Murakami, T.; Murata, J.; Mwai, A.; Nagamiya, S.; Nagle, J. L.; Naglis, M.; Nagy, M. I.; Nakagawa, I.; Nakagomi, H.; Nakamiya, Y.; Nakamura, K. R.; Nakamura, T.; Nakano, K.; Nam, S.; Nattrass, C.; Netrakanti, P. K.; Newby, J.; Nguyen, M.; Nihashi, M.; Niida, T.; Nouicer, R.; Novitzky, N.; Nyanin, A. S.; Oakley, C.; O'Brien, E.; Oda, S. X.; Ogilvie, C. A.; Oka, M.; Okada, K.; Onuki, Y.; Orjuela Koop, J. D.; Oskarsson, A.; Ouchida, M.; Ozaki, H.; Ozawa, K.; Pak, R.; Palounek, A. P. T.; Pantuev, V.; Papavassiliou, V.; Park, B. H.; Park, I. H.; Park, J.; Park, S.; Park, S. K.; Park, W. J.; Pate, S. F.; Patel, L.; Patel, M.; Pei, H.; Peng, J. C.; Pereira, H.; Perepelitsa, D. V.; Perera, G. D. N.; Peresedov, V.; Peressounko, D. Yu.; Perry, J.; Petti, R.; Pinkenburg, C.; Pinson, R.; Pisani, R. P.; Proissl, M.; Purschke, M. L.; Purwar, A. K.; Qu, H.; Rak, J.; Rakotozafindrabe, A.; Ravinovich, I.; Read, K. F.; Rembeczki, S.; Reygers, K.; Reynolds, D.; Riabov, V.; Riabov, Y.; Richardson, E.; Riveli, N.; Roach, D.; Roche, G.; Rolnick, S. D.; Rosati, M.; Rosen, C. A.; Rosendahl, S. S. E.; Rosnet, P.; Rowan, Z.; Rubin, J. G.; Rukoyatkin, P.; Ružička, P.; Rykov, V. L.; Sahlmueller, B.; Saito, N.; Sakaguchi, T.; Sakai, S.; Sakashita, K.; Sako, H.; Samsonov, V.; Sano, S.; Sarsour, M.; Sato, S.; Sato, T.; Savastio, M.; Sawada, S.; Schaefer, B.; Schmoll, B. K.; Sedgwick, K.; Seele, J.; Seidl, R.; Semenov, A. Yu.; Semenov, V.; Sen, A.; Seto, R.; Sett, P.; Sexton, A.; Sharma, D.; Shein, I.; Shibata, T. A.; Shigaki, K.; Shim, H. H.; Shimomura, M.; Shoji, K.; Shukla, P.; Sickles, A.; Silva, C. L.; Silvermyr, D.; Silvestre, C.; Sim, K. S.; Singh, B. K.; Singh, C. P.; Singh, V.; Slunečka, M.; Sodre, T.; Soldatov, A.; Soltz, R. A.; Sondheim, W. E.; Sorensen, S. P.; Sourikova, I. V.; Staley, F.; Stankus, P. W.; Stenlund, E.; Stepanov, M.; Ster, A.; Stoll, S. P.; Sugitate, T.; Suire, C.; Sukhanov, A.; Sumita, T.; Sun, J.; Sziklai, J.; Takagui, E. M.; Takahara, A.; Taketani, A.; Tanabe, R.; Tanaka, Y.; Taneja, S.; Tanida, K.; Tannenbaum, M. J.; Tarafdar, S.; Taranenko, A.; Tarján, P.; Tennant, E.; Themann, H.; Thomas, D.; Thomas, T. L.; Timilsina, A.; Todoroki, T.; Togawa, M.; Toia, A.; Tomášek, L.; Tomášek, M.; Tomita, Y.; Torii, H.; Towell, M.; Towell, R.; Towell, R. S.; Tram, V N.; Tserruya, I.; Tsuchimoto, Y.; Utsunomiya, K.; Vale, C.; Valle, H.; van Hecke, H. W.; Vargyas, M.; Vazquez-Zambrano, E.; Veicht, A.; Velkovska, J.; Vértesi, R.; Vinogradov, A. A.; Virius, M.; Vossen, A.; Vrba, V.; Vznuzdaev, E.; Wang, X. R.; Watanabe, D.; Watanabe, K.; Watanabe, Y.; Watanabe, Y. S.; Wei, F.; Wei, R.; Wessels, J.; Whitaker, S.; White, S. N.; Winter, D.; Wolin, S.; Woody, C. L.; Wright, R. M.; Wysocki, M.; Xia, B.; Xie, W.; Xue, L.; Yalcin, S.; Yamaguchi, Y. L.; Yamaura, K.; Yang, R.; Yanovich, A.; Ying, J.; Yokkaichi, S.; Yoo, J. S.; Yoon, I.; You, Z.; Young, G. R.; Younus, I.; Yushmanov, I. E.; Zajc, W. A.; Zaudtke, O.; Zelenski, A.; Zhang, C.; Zhou, S.; Zolin, L.

The standard model (SM) of particle physics is spectacularly successful, yet the measured value of the muon anomalous magnetic moment (g-2)_μ deviates from SM calculations by 3.6σ. Several theoretical models attribute this to the existence of a “dark photon,” an additional U(1) gauge boson, which is weakly coupled to ordinary photons. For this study, the PHENIX experiment at the Relativistic Heavy Ion Collider has searched for a dark photon, U, in π⁰,η→γe⁺e^- decays and obtained upper limits of θ(2×10^-6) on U-γ mixing at 90% C.L. for the mass range 30_U<90 MeV/c². Lastly, combined with other experimental limits, the remaining region in the U-γ mixing parameter space that can explain the (g-2)_μ deviation from its SM value is nearly completely excluded at the 90% confidence level, with only a small region of 29_U<32 MeV/c² remaining.

• Research Organization: Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States); Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States)
• Sponsoring Organization: USDOE Office of Science (SC)
• Contributing Organization: PHENIX Collaboration
• Grant/Contract Number: NK101428; AC05-00OR22725
• OSTI ID: 1188251
• Alternate ID(s): OSTI ID: 1180561; OSTI ID: 1324129
• Report Number(s): BNL-108066-2015-JA; PRVCAN; KB0201021
• Journal Information: Physical Review. C. Nuclear Physics, Vol. 91, Issue 3; ISSN 0556-2813
• Publisher: American Physical Society (APS)
• Country of Publication: United States
• Language: English

Related Subjects

73 NUCLEAR PHYSICS AND RADIATION PHYSICS
detector
energies
proton
rays
71 CLASSICAL AND QUANTUM MECHANICS
GENERAL PHYSICS