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Observation of the Rare Decay of the η Meson to Four Muons

CMS Collaboration; Hayrapetyan, A.; Tumasyan, A.; Adam, W.; Andrejkovic, J. W.; Bergauer, T.; Chatterjee, S.; Damanakis, K.; Dragicevic, M.; Escalante Del Valle, A.; Hussain, P. S.; Jeitler, M.; Krammer, N.; Liko, D.; Mikulec, I.; Schieck, J.; Schöfbeck, R.; Schwarz, D.; Sonawane, M.; ... mehr

Abstract:

A search for the rare η→μ+μ−μ+μ− double-Dalitz decay is performed using a sample of proton-proton collisions, collected by the CMS experiment at the CERN LHC with high-rate muon triggers during 2017 and 2018 and corresponding to an integrated luminosity of 101  fb−1. A signal having a statistical significance well in excess of 5 standard deviations is observed. Using the η→μ+μ− decay as normalization, the branching fraction B(η→μ+μ−μ+μ−)=[5.0±0.8(stat)±0.7(syst)±0.7(B2μ)]×10−9 is measured, where the last term is the uncertainty in the normalization channel branching fraction. This work achieves an improved precision of over 5 orders of magnitude compared to previous results, leading to the first measurement of this branching fraction, which is found to agree with theoretical predictions.

Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Astroteilchenphysik (IAP)
Institut für Experimentelle Teilchenphysik (ETP)
Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)
Scientific Computing Center (SCC)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 09.2023
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0031-9007, 1079-7114
KITopen-ID: 1000162079
HGF-Programm 53.52.02 (POF IV, LK 02) GridKa
Weitere HGF-Programme 51.11.01 (POF IV, LK 01) Teilchenphysik
46.21.02 (POF IV, LK 01) Cross-Domain ATMLs and Research Groups
Erschienen in Physical Review Letters
Verlag American Physical Society (APS)
Band 131
Heft 9
Seiten Art.-Nr.: 091903
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch SCOAP3
Vorab online veröffentlicht am 01.09.2023
Nachgewiesen in Scopus
Web of Science
Dimensions
arXiv
OpenAlex
Globale Ziele für nachhaltige Entwicklung Ziel 17 – Partnerschaften zur Erreichung der Ziele

Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000162079
Veröffentlicht am 11.09.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.091903
Scopus
Zitationen: 11
Web of Science
Zitationen: 4
Dimensions
Zitationen: 7
Seitenaufrufe: 163
seit 11.09.2023
Downloads: 17
seit 15.12.2023
Cover der Publikation
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