Search for Axionlike Particles Produced in e+e− Collisions at Belle II

Abudinén, F.; Adachi, I.; Aihara, H.; Akopov, N.; Aloisio, A.; Ameli, F.; Anh Ky, N.; Asner, D.  M.; Aushev, T.; Aushev, V.; Babu, V.; Baehr, S.; Bahinipati, S.; Bambade, P.; Banerjee, Sw.; Bansal, S.; Baudot, J.; Becker, J.; Behera, P.  K.; Bennett, J.  V.; Bernieri, E.; Bernlochner, F.  U.; Bertemes, M.; Bessner, M.; Bettarini, S.; Bhardwaj, V.; Bianchi, F.; Bilka, T.; Bilokin, S.; Biswas, D.; Bračko, M.; Branchini, P.; Braun, N.; Browder, T.  E.; Budano, A.; Bussino, S.; Campajola, M.; Casarosa, G.; Cecchi, C.; Červenkov, D.; Chang, M. -C.; Chang, P.; Cheaib, R.; Chekelian, V.; Cheon, B.  G.; Chilikin, K.; Chirapatpimol, K.; Cho, H. -E.; Cho, K.; Cho, S. -J.; Choi, S. -K.; Cinabro, D.; Corona, L.; Cremaldi, L.  M.; Cunliffe, S.; Dash, N.; Dattola, F.; De La Cruz-Burelo, E.; De Nardo, G.; De Nuccio, M.; De Pietro, G.; de Sangro, R.; Destefanis, M.; De Yta-Hernandez, A.; Di Capua, F.; Doležal, Z.; Dong, T.  V.; Dort, K.; Dossett, D.; Dujany, G.; Eidelman, S.; Ferber, T.; Ferlewicz, D.; Fiore, S.; Fodor, A.; Forti, F.; Fulsom, B.  G.; Ganiev, E.; Garg, R.; Garmash, A.; Gaur, V.; Gaz, A.; Gebauer, U.; Gellrich, A.; Geßler, T.; Giordano, R.; Giri, A.; Gobbo, B.; Godang, R.; Goldenzweig, P.; Golob, B.; Gomis, P.; Gradl, W.; Graziani, E.; Greenwald, D.; Hadjivasiliou, C.; Halder, S.; Hartbrich, O.; Hayasaka, K.; Hayashii, H.; Hearty, C.; Hedges, M.  T.; Heredia de la Cruz, I.; Hernández Villanueva, M.; Hershenhorn, A.; Higuchi, T.; Hill, E.  C.; Hirata, H.; Hoek, M.; Hohmann, M.; Hsu, C. -L.; Hu, Y.; Inami, K.; Inguglia, G.; Irakkathil Jabbar, J.; Ishikawa, A.; Itoh, R.; Jackson, P.; Jacobs, W.  W.; Jaffe, D.  E.; Jang, E. -J.; Jia, S.; Jin, Y.; Joo, C.; Kaliyar, A.  B.; Kandra, J.; Karyan, G.; Kato, Y.; Kichimi, H.; Kiesling, C.; Kim, C. -H.; Kim, D.  Y.; Kim, H.  J.; Kim, S. -H.; Kim, Y. -K.; Kimmel, T.  D.; Kinoshita, K.; Kleinwort, C.; Kodyš, P.; Koga, T.; Kohani, S.; Komarov, I.; Korpar, S.; Kraetzschmar, T.  M.  G.; Križan, P.; Krokovny, P.; Kuhr, T.; Kumar, M.; Kumar, R.; Kumara, K.; Kurz, S.; Kwon, Y. -J.; Lacaprara, S.; La Licata, C.; Lanceri, L.; Lange, J.  S.; Lee, I. -S.; Lee, S.  C.; Leitl, P.; Levit, D.; Lewis, P.  M.; Li, C.; L.  K., Li; Y.  B., Li; Libby, J.; Lieret, K.; Li Gioi, L.; Liptak, Z.; Liu, Q.  Y.; Liventsev, D.; Longo, S.; Luo, T.; Macqueen, C.; Maeda, Y.; Manfredi, R.; Manoni, E.; Marcello, S.; Marinas, C.; Martini, A.; Masuda, M.; Matsuoka, K.; Matvienko, D.; Meggendorfer, F.; Meier, F.; Merola, M.; Metzner, F.; Milesi, M.; Miller, C.; Miyabayashi, K.; Mizuk, R.; Azmi, K.; Mohanty, G.  B.; Moser, H. -G.; Mrvar, M.; Müller, F.  J.; Mussa, R.; Nakamura, I.; Nakao, M.; Nakazawa, H.; Natochii, A.; Niebuhr, C.; Nisar, N.  K.; Nishida, S.; Nouxman, M.  H.  A.; Ogawa, K.; Ogawa, S.; Ono, H.; Oskin, P.; Ozaki, H.; Pakhlov, P.; Paladino, A.; Panta, A.; Paoloni, E.; Pardi, S.; Park, H.; Park, S. -H.; Paschen, B.; Passeri, A.; Pathak, A.; Patra, S.; Paul, S.; Pedlar, T.  K.; Peruzzi, I.; Peschke, R.; Piccolo, M.; Piilonen, L.  E.; Polat, G.; Popov, V.; Praz, C.; Prencipe, E.; Prim, M.  T.; Purohit, M.  V.; Rad, N.; Rados, P.; Rasheed, R.; Reif, M.; Reiter, S.; Remnev, M.; Ripp-Baudot, I.; Ritter, M.; Ritzert, M.; Rizzo, G.; Robertson, S.  H.; Rodríguez Pérez, D.; Roney, J.  M.; Rosenfeld, C.; Rostomyan, A.; Rout, N.; Sahoo, D.; Sakai, Y.; Sanders, D.  A.; Sandilya, S.; Sangal, A.; Santelj, L.; Sato, Y.; Savinov, V.; Scavino, B.; Schwanda, C.; Schwartz, A.  J.; Seddon, R.  M.; Seino, Y.; Selce, A.; Senyo, K.; Serrano, J.; Sevior, M.  E.; Sfienti, C.; Shiu, J. -G.; Sibidanov, A.; Simon, F.; Sobie, R.  J.; Soffer, A.; Solovieva, E.; Spataro, S.; Spruck, B.; Starič, M.; Stefkova, S.; Stottler, Z.  S.; Stroili, R.; Strube, J.; Sumihama, M.; Sumiyoshi, T.; Summers, D.  J.; Sutcliffe, W.; Svidras, H.; Tabata, M.; Takizawa, M.; Tamponi, U.; Tanaka, S.; Tanida, K.; Tanigawa, H.; Taras, P.; Tenchini, F.; Tonelli, D.; Torassa, E.; Trabelsi, K.; Uchida, M.; Uglov, T.; Unger, K.; Unno, Y.; Uno, S.; Urquijo, P.; Ushiroda, Y.; Vahsen, S.  E.; van Tonder, R.; Varner, G.  S.; Varvell, K.  E.; Vinokurova, A.; Vitale, L.; Waheed, E.; Wakai, M.; Wakeling, H.  M.; Wang, C.  H.; Wang, M. -Z.; Wang, X.  L.; Warburton, A.; Watanabe, M.; Watanuki, S.; Webb, J.; Wehle, S.; Welsch, M.; Wessel, C.; Wiechczynski, J.; Windel, H.; Won, E.; L.  J., Wu; X.  P., Xu; Yabsley, B.; Yan, W.; Yang, S.  B.; Ye, H.; Yonenaga, M.; Yuan, C.  Z.; Yusa, Y.; Zani, L.; Zhou, Q.  D.; Zhukova, V.  I.

doi:10.1103/PhysRevLett.125.161806

We present a search for the direct production of a light pseudoscalar a decaying into two photons with the Belle II detector at the SuperKEKB collider. We search for the process e þ e − → γa, a → γγ in the mass range 0.2 < m a < 9.7 GeV=c 2 using data corresponding to an integrated luminosity of ð445 3Þ pb −1 . Light pseudoscalars interacting predominantly with standard model gauge bosons (so-called axionlike particles or ALPs) are frequently postulated in extensions of the standard model. We find no evidence for ALPs and set 95% confidence level upper limits on the coupling strength g aγγ of ALPs to photons at the level of 10 −3 GeV −1 . The limits are the most restrictive to date for 0.2 < m a < 1 GeV=c 2 .

Abudinén, F., Adachi, I., Aihara, H., Akopov, N., Aloisio, A., Ameli, F., et al. (2020). Search for Axionlike Particles Produced in e+e− Collisions at Belle II. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 125(16), 161806 [10.1103/PhysRevLett.125.161806].