학술논문
Sensitivity of the SHiP experiment to dark photons decaying to a pair of charged particles
Document Type
Author
Ahdida, C.; Akmete, A.; Albanese, R.; Alexandrov, A.; Anokhina, A.; Aoki, S.; Arduini, G.; Atkin, E.; Azorskiy, N.; Back, J. J.; Bagulya, A.; Baaltasar Dos Santos, F.; Baranov, A.; Bardou, F.; Barker, G. J.; Battistin, M.; Bauche, J.; Bay, A.; Bayliss, V; Bencivenni, G.; Berdnikov, A. Y.; Berdnikov, Y. A.; Bertani, M.; Betancourt, C.; Bezshyiko, I; Bezshyyko, O.; Bick, D.; Bieschke, S.; Blanco, A.; Boehm, J.; Bogomilov, M.; Boiarska, I; Bondarenko, K.; Bonivento, W. M.; Borburgh, J.; Boyarsky, A.; Brenner, Richard; Breton, D.; Buescher, V; Buonaura, A.; Buontempo, S.; Cadeddu, S.; Calcaterra, A.; Calviani, M.; Campanelli, M.; Casolino, M.; Charitonidis, N.; Chau, P.; Chauveau, J.; Chepurnov, A.; Chernyavskiy, M.; Choi, K-Y; Chumakov, A.; Ciambrone, P.; Cicero, V; Congedo, L.; Cornelis, K.; Cristinziani, M.; Crupano, A.; Dallavalle, G. M.; Datwyler, A.; D'Ambrosio, N.; D'Appollonio, G.; de Asmundis, R.; De Carvalho Saraiva, J.; De Lellis, G.; de Magistris, M.; De Roeck, A.; De Serio, M.; De Simone, D.; Dedenko, L.; Dergachev, P.; Di Crescenzo, A.; Di Giulio, L.; Di Marco, N.; Dib, C.; Dijkstra, H.; Dmitrenko, V; Dougherty, L. A.; Dolmatov, A.; Domenici, D.; Donskov, S.; Drohan, V; Dubreuil, A.; Durhan, O.; Ehlert, M.; Elikkaya, E.; Enik, T.; Etenko, A.; Fabbri, F.; Fedin, O.; Fedotovs, F.; Felici, G.; Ferrillo, M.; Ferro-Luzzi, M.; Filippov, K.; Fini, R. A.; Fonte, P.; Franco, C.; Fraser, M.; Fresa, R.; Froeschl, R.; Fukuda, T.; Galati, G.; Gall, J.; Gatignon, L.; Gavrilov, G.; Gentile, V; Goddard, B.; Golinka-Bezshyyko, L.; Golovatiuk, A.; Golovtsov, V; Golubkov, D.; Golutvin, A.; Gorbounov, P.; Gorbunov, D.; Gorbunov, S.; Gorkavenko, V; Gorshenkov, M.; Grachev, V; Grandchamp, A. L.; Graverini, E.; Grenard, J-L; Grenier, D.; Grichine, V; Gruzinskii, N.; Guler, A. M.; Guz, Yu; Haefeli, G. J.; Hagner, C.; Hakobyan, H.; Harris, I. W.; van Herwijnen, E.; Hessler, C.; Hollnagel, A.; Hosseini, B.; Hushchyn, M.; Iaselli, G.; Iuliano, A.; Jacobsson, R.; Jokovic, D.; Jonker, M.; Kadenko, I; Kain, V; Kaiser, B.; Kamiscioglu, C.; Karpenkov, D.; Kershaw, K.; Khabibullin, M.; Khalikov, E.; Khaustov, G.; Khoriauli, G.; Khotyantsev, A.; Kim, Y. G.; Kim, V; Kitagawa, N.; Ko, J-W; Kodama, K.; Kolesnikov, A.; Kolev, D. , I; Kolosov, V; Komatsu, M.; Kono, A.; Konovalova, N.; Kormannshaus, S.; Korol, I; Korol'ko, I; Korzenev, A.; Kostyukhin, V; Platia, E. Koukovini; Kovalenko, S.; Krasilnikova, I; Kudenko, Y.; Kurbatov, E.; Kurbatov, P.; Kurochka, V; Kuznetsova, E.; Lacker, H. M.; Lamont, M.; Lanfranchi, G.; Lantwin, O.; Lauria, A.; Lee, K. S.; Lee, K. Y.; Leonardo, N.; Levy, J-M; Loschiavo, V. P.; Lopes, L.; Lopez Sola, E.; Lyubovitskij, V; Maalmi, J.; Magnan, A-M; Maleev, V; Malinin, A.; Manabe, Y.; Managadze, A. K.; Manfredi, M.; Marsh, S.; Marshall, A. M.; Mefodev, A.; Mermod, P.; Miano, A.; Mikado, S.; Mikhaylov, Yu; Milstead, D. A.; Mineev, O.; Montanari, A.; Montesi, M. C.; Morishima, K.; Movchan, S.; Muttoni, Y.; Naganawa, N.; Nakamura, M.; Nakano, T.; Nasybulin, S.; Ninin, P.; Nishio, A.; Obinyakov, B.; Ogawa, S.; Okateva, N.; Opitz, B.; Osborne, J.; Ovchynnikov, M.; Owtscharenko, N.; Owen, P. H.; Pacholek, P.; Paoloni, A.; Park, B. D.; Pastore, A.; Patel, M.; Pereyma, D.; Perillo-Marcone, A.; Petkov, G. L.; Petridis, K.; Petrov, A.; Podgrudkov, D.; Poliakov, V; Polukhina, N.; Prieto, J. Prieto; Prokudin, M.; Prota, A.; Quercia, A.; Rademakers, A.; Rakai, A.; Ratnikov, F.; Rawlings, T.; Redi, F.; Ricciardi, S.; Rinaldesi, M.; Rodin, Volodymyr; Rodin, Viktor; Robbe, P.; Cavalcante, A. B. Rodrigues; Roganova, T.; Rokujo, H.; Rosa, G.; Rovelli, T.; Ruchayskiy, O.; Ruf, T.; Samoylenko, V; Samsonov, V; Galan, F. Sanchez; Diaz, P. Santos; Ull, A. Sanz; Saputi, A.; Sato, O.; Savchenko, E. S.; Schliwinski, J. S.; Schmidt-Parzefall, W.; Serra, N.; Sgobba, S.; Shadura, O.; Shakin, A.; Shaposhnikov, M.; Shatalov, P.; Shchedrina, T.; Shchutska, L.; Shevchenko, V; Shibuya, H.; Shirobokov, S.; Shustov, A.; Silverstein, S. B.; Simone, S.; Simoniello, R.; Skorokhvatov, M.; Smirnov, S.; Soares, G.; Sohn, J. Y.; Sokolenko, A.; Solodko, E.; Starkov, N.; Stoel, L.; Stramaglia, M. E.; Sukhonos, D.; Suzuki, Y.; Takahashi, S.; Tastet, J. L.; Teterin, P.; Naing, S. Than; Timiryasov, I; Tioukov, V; Tommasini, D.; Torii, M.; Tosi, N.; Treille, D.; Tsenov, R.; Ulin, S.; Ursov, E.; Ustyuzhanin, A.; Uteshev, Z.; Uvarov, L.; Vankova-Kirilova, G.; Vannucci, F.; Venturi, V.; Vidulin, I; Vilchinski, S.; Vincke, Heinz; Vincke, Helmut; Visone, C.; Vlasik, K.; Volkov, A.; Voronkov, R.; van Waasen, S.; Wanke, R.; Wertelaers, P.; Williams, O.; Woo, J-K; Wurm, M.; Xella, S.; Yilmaz, D.; Yilmazer, A. U.; Yoon, C. S.; Zaytsev, Yu; Zelenov, A.; Zimmerman, J.
Source
European Physical Journal C. 81(5)
Subject
Language
English
ISSN
1434-6044
1434-6052
1434-6052
Abstract
Dark photons are hypothetical massive vector particles that could mix with ordinary photons. The simplest theoretical model is fully characterised by only two parameters: the mass of the dark photon m(gamma)D and its mixing parameter with the photon, epsilon. The sensitivity of the SHiP detector is reviewed for dark photons in the mass range between 0.002 and 10 GeV. Different productionmechanisms are simulated, with the dark photons decaying to pairs of visible fermions, including both leptons and quarks. Exclusion contours are presented and compared with those of past experiments. The SHiP detector is expected to have a unique sensitivity for m. D ranging between 0.8 and 3.3(-0.5)(+0.2) GeV, and epsilon(2) ranging between 10(-11) and 10(-17).