recent clfv measurements and new physics searches at
play

Recent CLFV measurements and New Physics searches at BESIII Tao Luo - PowerPoint PPT Presentation

Recent CLFV measurements and New Physics searches at BESIII Tao Luo (luot@fudan.edu.cn) (for the BESIII Collaboration) Fudan University CLFV2019 @ Fukuoka, Japan, 17-19 June 2019 Beijing Electron Positron Collider (BEPCII) Working energy


  1. Recent CLFV measurements and New Physics searches at BESIII Tao Luo (luot@fudan.edu.cn) (for the BESIII Collaboration) Fudan University CLFV2019 @ Fukuoka, Japan, 17-19 June 2019

  2. Beijing Electron Positron Collider (BEPCII) • Working energy range: 2.0 ~ 4.6 GeV � 2 ~ 4.9 GeV from 2019 � • Double-ring structure • First collision in 2008, physics run started in 2009 Design luminosity: 1 x 10 33 cm -2 s -1 @ • 1.89GeV • Achieved luminosity: 1 x 10 33 cm -2 s -1 @ 1.89GeV (Apr. 5, 2016) � ����������������������������������������������������������������������������

  3. BESIII detector 1 T SC magnet Magnet Yoke MUC- µ ID TOF Position resolution: 2cm Barrel time resolution: 70 ns (Barrel) PID: 3 s K/ p separation for 1 m TOF P<0.7GeV/c@90 � Be beam (Barrel) CGEM-IT is pipe being built & placed here MDC Position resolution: 120 µ m Energy resolution: 2.5% (Barrel) @ 1.0GeV/c Momentum resolution: 0.5%@1.0GeV/c EMC Position resolution: 8mm (Barrel) Int. J. Mod. Phys. A24, 377 (2009); NIM A614, 345 (2010) All subdetectors are in very good status! � ����������������������������������������������������������������������������

  4. BESIII Collaboration 14 countries 67 institutions ~500 members ������� � ����������������������������������������������������������������������������

  5. BESIII Dataset � ����������������������������������������������������������������������������

  6. Outline • Charged lepton flavor violation (CLFV) and prospects at BESIII • Other New Physics searches at BESIII • Highly Suppressed EM process • Suppressed FCNC processes • Invisible Decays • Dark Photon searches • Baryon Number Violation • Lepton Number Violation • Summary ���������������������������������������������������������������������������� �

  7. CLFV in charmonium decay • CLFV processes are highly suppressed in the SM ℳ~#(10 '() ) • Possible enhancement by NP models ��� ��������� �� � ��� ���������� ����� ���� ü SUSY ����� �������� ����� ������������ ����� �� ü Heavy Neutrinos ����������� �������� ��� ��� �������� ü Extended higgs models ü …… ���������������������������������������������������������������������������� �

  8. CLFV measurement at BESIII (I) �� y à � µ report on CLFV2016 ��������������������� • Select events with back-to-back charged tracks and no obvious extra EMC response • Dominant backgrounds: ! / " → # + # −, ! / " → $ + $ −, !" → % + % −, !" → & + & −, # + # − → ' # + # −, # + # − → ' $ + $ − ���������������������� ( )*+ = 4.75 ± 1.09 ���������������������������������������������������������������������������� �

  9. CLFV measurement at BESIII (II) �������������������� ! �� " " ������ ���������������������������������������������������������������������������� ��

  10. CLFV prospects at BESIII (III) ������������������ • The sensitivity to c c0 à µ t and c c0 à e t could reach (1-3) × 10 -7 . • The sensitivity to h c à µ t and h c à e t could reach (2-5) × 10 -7 . ���������������������������������������������������������������������������� ��

  11. Highly Suppressed EM processes �� y à f e + e - ���������������������� • Within the SM, the partial widths from the leading EM and mixed loop processes are predicted to be at a level of 10 −6 and 10 −9 keV, respectively, corresponding to branching fractions at the order of 10 −8 and 10 −11 . • If there is a new particle involved in the intermediate process, such as a dark photon with amass of several MeV/c 2 or a glueball with certain quantum numbers, the contribution from Fig. 1(b) may be enhanced to an observable level. • Any deviations from the predictions à NP BSM ���������������������������������������������������������������������������� ��

  12. Highly Suppressed EM processes �� y à f e + e - ���������������������� ���������� � � � ��������� �� �� ���������������������������������������������������������������������������� ��

  13. Suppressed FCNC processes (I) �� y / y ’ à � � e + e - �������������������������� • FCNCs are forbidden at the tree level due to the Glashow-Iliopoulos-Maiani (GIM) mechanism, sensitive to NP. • The decay branching fraction for this kind of rare process is expected to be of order 10 −10 to 10 −13 in the SM. • Many new physics models, such as the topcolor models, the minimal supersymmetric standard model with R-parity violation, and the two Higgs doublet model, predict the decay branching fractions can be enhanced by 2 or 3 orders of magnitude. • Search for FCNC à ideal opportunity to study nonperturbative QCD effects and search for NP ���������������������������������������������������������������������������� ��

  14. Suppressed FCNC processes (I) �� y / y ’ à � � e + e - �������������������������� ���� y / y ’ à � � e + e - �������������� �� �� • No evidence of NP in this decay channels. Will be updated using larger data samples ���������������������������������������������������������������������������� �� ���������������������� ������������ ������������������ ����������������������

  15. Suppressed FCNC processes (II) # ̅ # ̅ y ' à Λ " % e + e - ���� ��������������������� �� y ' à Λ " % e + e - ��������� �� �� • FCNCs are forbidden at the tree level due to the Glashow-Iliopoulos-Maiani (GIM) mechanism, sensitive to NP. • No evidence of NP in this decay channel. ���������������������������������������������������������������������������� ��

  16. Suppressed FCNC processes (III) D à ��� ' � e + e - ���������������������� • No evidence of NP in these decay channels. �������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������� ��

Download Presentation
Download Policy: The content available on the website is offered to you 'AS IS' for your personal information and use only. It cannot be commercialized, licensed, or distributed on other websites without prior consent from the author. To download a presentation, simply click this link. If you encounter any difficulties during the download process, it's possible that the publisher has removed the file from their server.

Recommend


More recommend