Search for the production of Higgs-portal scalar bosons in the NuMI beam using the MicroBooNE detector
Fuente:
arXiv
Saved in:
| Main Authors: | , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , |
|---|---|
| Format: | Preprint |
| Published: |
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1866913008022716416 |
|---|---|
| author | MicroBooNE collaboration Abratenko, P. Aldana, D. Andrade Arellano, L. Asaadi, J. Ashkenazi, A. Balasubramanian, S. Baller, B. Barnard, A. Barr, G. Barrow, D. Barrow, J. Basque, V. Bateman, J. Rodrigues, O. Benevides Berkman, S. Bhanderi, A. Bhat, A. Bhattacharya, M. Bishai, M. Blake, A. Bogart, B. Bolton, T. Brunetti, M. B. Camilleri, L. Caratelli, D. Cavanna, F. Cerati, G. Chappell, A. Chen, Y. Conrad, J. M. Convery, M. Cooper-Troendle, L. Crespo-Anadon, J. I. Cross, R. Del Tutto, M. Dennis, S. R. Detje, P. Diurba, R. Djurcic, Z. Duffy, K. Dytman, S. Eberly, B. Englezos, P. Ereditato, A. Evans, J. J. Fang, C. Fleming, B. T. Foreman, W. Franco, D. Furmanski, A. P. Gao, F. Garcia-Gamez, D. Gardiner, S. Ge, G. Gollapinni, S. Gramellini, E. Green, P. Greenlee, H. Gu, L. Gu, W. Guenette, R. Guzowski, P. Hagaman, L. Handley, M. D. Hen, O. Hilgenberg, C. Horton-Smith, G. A. Irwin, B. Ismail, M. S. James, C. Ji, X. Jo, J. H. Johnson, R. A. Jwa, Y. J. Kalra, D. Karagiorgi, G. Ketchum, W. Kirby, M. Kobilarcik, T. Lane, N. Li, J. -Y. Li, Y. Lin, K. Littlejohn, B. R. Liu, L. Louis, W. C. Luo, X. Mahmud, T. Mariani, C. Marsden, D. Marshall, J. Martinez, N. Caicedo, D. A. Martinez Martynenko, S. Mastbaum, A. Mawby, I. McConkey, N. Mellet, L. Mendez, J. Micallef, J. Mistry, K. Mohayai, T. Mogan, A. Mooney, M. Moor, A. F. Moore, C. D. Lepin, L. Mora Moudgalya, M. M. Babu, S. Mulleria Naples, D. Navrer-Agasson, A. Nayak, N. Nebot-Guinot, M. Nguyen, C. Nowak, J. Oza, N. Palamara, O. Pallat, N. Paolone, V. Papadopoulou, A. Papavassiliou, V. Parkinson, H. Pate, S. F. Patel, N. Pavlovic, Z. Piasetzky, E. Pletcher, K. Pophale, I. Qian, X. Raaf, J. L. Radeka, V. Rafique, A. Reggiani-Guzzo, M. Rochester, L. Rondon, J. Rodriguez Rosenberg, M. Ross-Lonergan, M. Safa, I. Schmitz, D. W. Schukraft, A. Seligman, W. Shaevitz, M. H. Sharankova, R. Shi, J. Snider, E. L. Soderberg, M. Soldner-Rembold, S. Spitz, J. Stancari, M. John, J. St. Strauss, T. Szelc, A. M. Taniuchi, N. Terao, K. Thorpe, C. Torbunov, D. Totani, D. Toups, M. Trettin, A. Tsai, Y. -T. Tyler, J. Uchida, M. A. Usher, T. Viren, B. Wang, J. Weber, M. Wei, H. White, A. J. Wolbers, S. Wongjirad, T. Wospakrik, M. Wresilo, K. Wu, W. Yandel, E. Yang, T. Yates, L. E. Yu, H. W. Zeller, G. P. Zennamo, J. Zhang, C. |
| author_facet | MicroBooNE collaboration Abratenko, P. Aldana, D. Andrade Arellano, L. Asaadi, J. Ashkenazi, A. Balasubramanian, S. Baller, B. Barnard, A. Barr, G. Barrow, D. Barrow, J. Basque, V. Bateman, J. Rodrigues, O. Benevides Berkman, S. Bhanderi, A. Bhat, A. Bhattacharya, M. Bishai, M. Blake, A. Bogart, B. Bolton, T. Brunetti, M. B. Camilleri, L. Caratelli, D. Cavanna, F. Cerati, G. Chappell, A. Chen, Y. Conrad, J. M. Convery, M. Cooper-Troendle, L. Crespo-Anadon, J. I. Cross, R. Del Tutto, M. Dennis, S. R. Detje, P. Diurba, R. Djurcic, Z. Duffy, K. Dytman, S. Eberly, B. Englezos, P. Ereditato, A. Evans, J. J. Fang, C. Fleming, B. T. Foreman, W. Franco, D. Furmanski, A. P. Gao, F. Garcia-Gamez, D. Gardiner, S. Ge, G. Gollapinni, S. Gramellini, E. Green, P. Greenlee, H. Gu, L. Gu, W. Guenette, R. Guzowski, P. Hagaman, L. Handley, M. D. Hen, O. Hilgenberg, C. Horton-Smith, G. A. Irwin, B. Ismail, M. S. James, C. Ji, X. Jo, J. H. Johnson, R. A. Jwa, Y. J. Kalra, D. Karagiorgi, G. Ketchum, W. Kirby, M. Kobilarcik, T. Lane, N. Li, J. -Y. Li, Y. Lin, K. Littlejohn, B. R. Liu, L. Louis, W. C. Luo, X. Mahmud, T. Mariani, C. Marsden, D. Marshall, J. Martinez, N. Caicedo, D. A. Martinez Martynenko, S. Mastbaum, A. Mawby, I. McConkey, N. Mellet, L. Mendez, J. Micallef, J. Mistry, K. Mohayai, T. Mogan, A. Mooney, M. Moor, A. F. Moore, C. D. Lepin, L. Mora Moudgalya, M. M. Babu, S. Mulleria Naples, D. Navrer-Agasson, A. Nayak, N. Nebot-Guinot, M. Nguyen, C. Nowak, J. Oza, N. Palamara, O. Pallat, N. Paolone, V. Papadopoulou, A. Papavassiliou, V. Parkinson, H. Pate, S. F. Patel, N. Pavlovic, Z. Piasetzky, E. Pletcher, K. Pophale, I. Qian, X. Raaf, J. L. Radeka, V. Rafique, A. Reggiani-Guzzo, M. Rochester, L. Rondon, J. Rodriguez Rosenberg, M. Ross-Lonergan, M. Safa, I. Schmitz, D. W. Schukraft, A. Seligman, W. Shaevitz, M. H. Sharankova, R. Shi, J. Snider, E. L. Soderberg, M. Soldner-Rembold, S. Spitz, J. Stancari, M. John, J. St. Strauss, T. Szelc, A. M. Taniuchi, N. Terao, K. Thorpe, C. Torbunov, D. Totani, D. Toups, M. Trettin, A. Tsai, Y. -T. Tyler, J. Uchida, M. A. Usher, T. Viren, B. Wang, J. Weber, M. Wei, H. White, A. J. Wolbers, S. Wongjirad, T. Wospakrik, M. Wresilo, K. Wu, W. Yandel, E. Yang, T. Yates, L. E. Yu, H. W. Zeller, G. P. Zennamo, J. Zhang, C. |
| contents | We present the strongest experimental limits to date on the mixing angle, $θ$, with which a new scalar particle, $S$, mixes with the Higgs field in the mass range $110\text{ MeV}<m_S<155\text{ MeV}$. This result uses the MicroBooNE liquid argon time projection chamber to search for decays of these Higgs-portal scalar particles through the $S\rightarrow e^+e^-$ channel with the decays of kaons in the NuMI neutrino beam acting as the source of the scalar particles. The analysis uses an exposure of $2.01\times 10^{21}$ protons on target of NuMI beam data including periods when the beam focusing system was configured to focus positively charged hadrons and separate periods when negatively charged hadrons were focused. The analysis searches for scalar particles produced from kaons decaying in flight in the beam's decay volume and at rest in the target and absorber. At $m_S=125\text{ MeV}$ ($m_S=150\text{ MeV})$ we set a limit of $θ<3.19\times 10^{-4}$ ($θ<2.79\times 10^{-4}$) at the 95% confidence level. |
| format | Preprint |
| id |
arxiv_https___arxiv_org_abs_2501_08052 |
| institution | arXiv |
| publishDate | 2025 |
| record_format | arxiv |
| spellingShingle | Search for the production of Higgs-portal scalar bosons in the NuMI beam using the MicroBooNE detector MicroBooNE collaboration Abratenko, P. Aldana, D. Andrade Arellano, L. Asaadi, J. Ashkenazi, A. Balasubramanian, S. Baller, B. Barnard, A. Barr, G. Barrow, D. Barrow, J. Basque, V. Bateman, J. Rodrigues, O. Benevides Berkman, S. Bhanderi, A. Bhat, A. Bhattacharya, M. Bishai, M. Blake, A. Bogart, B. Bolton, T. Brunetti, M. B. Camilleri, L. Caratelli, D. Cavanna, F. Cerati, G. Chappell, A. Chen, Y. Conrad, J. M. Convery, M. Cooper-Troendle, L. Crespo-Anadon, J. I. Cross, R. Del Tutto, M. Dennis, S. R. Detje, P. Diurba, R. Djurcic, Z. Duffy, K. Dytman, S. Eberly, B. Englezos, P. Ereditato, A. Evans, J. J. Fang, C. Fleming, B. T. Foreman, W. Franco, D. Furmanski, A. P. Gao, F. Garcia-Gamez, D. Gardiner, S. Ge, G. Gollapinni, S. Gramellini, E. Green, P. Greenlee, H. Gu, L. Gu, W. Guenette, R. Guzowski, P. Hagaman, L. Handley, M. D. Hen, O. Hilgenberg, C. Horton-Smith, G. A. Irwin, B. Ismail, M. S. James, C. Ji, X. Jo, J. H. Johnson, R. A. Jwa, Y. J. Kalra, D. Karagiorgi, G. Ketchum, W. Kirby, M. Kobilarcik, T. Lane, N. Li, J. -Y. Li, Y. Lin, K. Littlejohn, B. R. Liu, L. Louis, W. C. Luo, X. Mahmud, T. Mariani, C. Marsden, D. Marshall, J. Martinez, N. Caicedo, D. A. Martinez Martynenko, S. Mastbaum, A. Mawby, I. McConkey, N. Mellet, L. Mendez, J. Micallef, J. Mistry, K. Mohayai, T. Mogan, A. Mooney, M. Moor, A. F. Moore, C. D. Lepin, L. Mora Moudgalya, M. M. Babu, S. Mulleria Naples, D. Navrer-Agasson, A. Nayak, N. Nebot-Guinot, M. Nguyen, C. Nowak, J. Oza, N. Palamara, O. Pallat, N. Paolone, V. Papadopoulou, A. Papavassiliou, V. Parkinson, H. Pate, S. F. Patel, N. Pavlovic, Z. Piasetzky, E. Pletcher, K. Pophale, I. Qian, X. Raaf, J. L. Radeka, V. Rafique, A. Reggiani-Guzzo, M. Rochester, L. Rondon, J. Rodriguez Rosenberg, M. Ross-Lonergan, M. Safa, I. Schmitz, D. W. Schukraft, A. Seligman, W. Shaevitz, M. H. Sharankova, R. Shi, J. Snider, E. L. Soderberg, M. Soldner-Rembold, S. Spitz, J. Stancari, M. John, J. St. Strauss, T. Szelc, A. M. Taniuchi, N. Terao, K. Thorpe, C. Torbunov, D. Totani, D. Toups, M. Trettin, A. Tsai, Y. -T. Tyler, J. Uchida, M. A. Usher, T. Viren, B. Wang, J. Weber, M. Wei, H. White, A. J. Wolbers, S. Wongjirad, T. Wospakrik, M. Wresilo, K. Wu, W. Yandel, E. Yang, T. Yates, L. E. Yu, H. W. Zeller, G. P. Zennamo, J. Zhang, C. High Energy Physics - Experiment We present the strongest experimental limits to date on the mixing angle, $θ$, with which a new scalar particle, $S$, mixes with the Higgs field in the mass range $110\text{ MeV}<m_S<155\text{ MeV}$. This result uses the MicroBooNE liquid argon time projection chamber to search for decays of these Higgs-portal scalar particles through the $S\rightarrow e^+e^-$ channel with the decays of kaons in the NuMI neutrino beam acting as the source of the scalar particles. The analysis uses an exposure of $2.01\times 10^{21}$ protons on target of NuMI beam data including periods when the beam focusing system was configured to focus positively charged hadrons and separate periods when negatively charged hadrons were focused. The analysis searches for scalar particles produced from kaons decaying in flight in the beam's decay volume and at rest in the target and absorber. At $m_S=125\text{ MeV}$ ($m_S=150\text{ MeV})$ we set a limit of $θ<3.19\times 10^{-4}$ ($θ<2.79\times 10^{-4}$) at the 95% confidence level. |
| title | Search for the production of Higgs-portal scalar bosons in the NuMI beam using the MicroBooNE detector |
| topic | High Energy Physics - Experiment |
| url | https://arxiv.org/abs/2501.08052 |