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This article presents a model-independent search for an additional, mostly sterile, heavy neutral lepton (HNL), that is capable of mixing with the Standard Model τ neutrino with a mixing strength of |Uτ4|2, corresponding to the absolute square of the extended Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata matrix element. Data from the BABAR experiment, with a total integrated luminosity of 424 fb−1, are analyzed using a kinematic approach that makes no assumptions on the model behind the origins of the HNL, its lifetime or decay modes. No significant signal is found. Upper limits on |Uτ4|2 at the 95% confidence level, depend on the HNL mass hypothesis and vary from 2.31×10−2 to 5.04×10−6 (with all uncertainties considered), across the mass range 100<1300 MeV/c2; the more stringent limits being placed at higher masses.
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BaBaR / Lees, J. P., Poireau, V., Tisserand, V., Grauges, E., Palano, A., Eigen, G., Brown, D. N., Kolomensky, Yu. G., Fritsch, M., Koch, H., Cheaib, R., Hearty, C., Mattison, T. S., Mckenna, J. A., So, R. Y., Blinov, V. E., Buzykaev, A. R., Druzhinin, V. P., Kozyrev, E. A., Kravchenko, E. A., et al.. - In: PHYSICAL REVIEW D. - ISSN 2470-0010. - STAMPA. - 107:5(2023), pp. 05200901-05200918. [10.1103/PhysRevD.107.052009]
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Lees, J. P.;Poireau, V.;Tisserand, V.;Grauges, E.;Palano, A.;Eigen, G.;Brown, D. N.;Kolomensky, Yu. G.;Fritsch, M.;Koch, H.;Cheaib, R.;Hearty, C.;Mattison, T. S.;McKenna, J. A.;So, R. Y.;Blinov, V. E.;Buzykaev, A. R.;Druzhinin, V. P.;Kozyrev, E. A.;Kravchenko, E. A.;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.;Li, Y.;Lin, D. X.;Middleton, S.;Miyashita, T. S.;Ongmongkolkul, P.;Oyang, J.;Porter, F. C.;Röhrken, M.;Meadows, B. T.;Sokoloff, M. D.;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.;Hutchcroft, D. E.;Payne, D. J.;Touramanis, C.;Bevan, A. J.;Di Lodovico, F.;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.;De Nardo, G.;Sciacca, C.;Jessop, C. P.;LoSecco, J. M.;Honscheid, K.;Gaz, A.;Margoni, 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.;Bünger, C.;Dittrich, S.;Grünberg, O.;Leddig, T.;Voß, C.;Waldi, R.;Adye, T.;Wilson, F. F.;Emery, S.;Vasseur, G.;Aston, D.;Cartaro, C.;Convery, M. R.;Ebert, M.;Field, R. C.;Fulsom, B. G.;Graham, M. T.;Hast, C.;Kim, P.;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.;Sekula, S. J.;Ahmed, H.;Tasneem, N.;Bellis, M.;Burchat, P. R.;Puccio, E. M. T.;Ernst, J. A.;Gorodeisky, R.;Guttman, N.;Peimer, D. R.;Soffer, A.;Spanier, S. M.;Ritchie, J. L.;Izen, J. M.;Lou, X. C.;Bianchi, F.;De Mori, F.;Filippi, A.;Lanceri, L.;Vitale, L.;Martinez-Vidal, F.;Oyanguren, A.;Albert, J.;Beaulieu, A.;Bernlochner, F. U.;King, G. J.;Kowalewski, R.;Lueck, T.;Miller, C.;Nugent, I. M.;Roney, J. M.;Sobie, R. J.;Gershon, T. J.;Harrison, P. F.;Latham, T. E.;Wu, S. L.
2023-01-01
Abstract
This article presents a model-independent search for an additional, mostly sterile, heavy neutral lepton (HNL), that is capable of mixing with the Standard Model τ neutrino with a mixing strength of |Uτ4|2, corresponding to the absolute square of the extended Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata matrix element. Data from the BABAR experiment, with a total integrated luminosity of 424 fb−1, are analyzed using a kinematic approach that makes no assumptions on the model behind the origins of the HNL, its lifetime or decay modes. No significant signal is found. Upper limits on |Uτ4|2 at the 95% confidence level, depend on the HNL mass hypothesis and vary from 2.31×10−2 to 5.04×10−6 (with all uncertainties considered), across the mass range 100<1300 MeV/c2; the more stringent limits being placed at higher masses.
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simulazione ASN
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