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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.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000162079
Veröffentlicht am 11.09.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.091903
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Zitationen: 5
Cover der Publikation
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 Web of Science
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