Search for Lepton Flavor Violation in $\mathrm{\Upsilon }\left(3S\right)\to e^{\pm }{\mu }^{\mp }$

Journal Article · Thu Mar 03 00:00:00 EST 2022 · Physical Review Letters

DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.091804· OSTI ID:1847196

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

We report on the first search for electron-muon lepton flavor violation (LFV) in the decay of a b quark and b antiquark bound state. We look for the LFV decay Υ(3S) → e^±μ^∓ in a sample of 118 million Υ(3S) mesons from 27 fb^-1 of data collected with the BABAR detector at the SLAC PEP-II e⁺e^- collider operating with a 10.36 GeV center-of-mass energy. No evidence for a signal is found, and we set a limit on the branching fraction $$\mathscr{B}$$[Υ(3S) → e^±μ_∓ ] < 3.6 x 10^-7 at 90% C. L. This result can be interpreted as a limit Λ_NP/g$$^2_{NP}$$ > 80 TeV on the energy scale Λ_NP divided by the coupling-squared g$$^2_{NP}$$ of relevant new physics (NP).

• Research Organization: SLAC National Accelerator Lab., Menlo Park, CA (United States); Lawrence Berkeley National Lab. (LBNL), Berkeley, CA (United States); Lawrence Livermore National Lab. (LLNL), Livermore, CA (United States)
• Sponsoring Organization: USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
• Contributing Organization: BABAR Collaboration; BARBAR Collaboration
• Grant/Contract Number: AC02-76SF00515; AC02-05CH11231
• OSTI ID: 1847196
• Alternate ID(s): OSTI ID: 1866834; OSTI ID: 1959788
• Journal Information: Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Vol. 128 Journal Issue: 9; ISSN 0031-9007
• Publisher: American Physical Society
• Country of Publication: United States
• Language: English

Related Subjects

72 PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS
particle decays
particle phenomena