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Adam J, Bai X, Baldini AM, Baracchini E, Bemporad C, Boca G, Cattaneo PW, Cavoto G, Cei F, Cerri C, de Bari A, De Gerone M, Doke T, Dussoni S, Egger J, Fujii Y, Galli L, Gatti F, Golden B, Grassi M, Graziosi A, Grigoriev DN, Haruyama T, Hildebrandt M, Hisamatsu Y, Ignatov F, Iwamoto T, Kaneko D, Kettle PR, Khazin BI, Khomotov N, Kiselev O, Korenchenko A, Kravchuk N, Lim G, Maki A, Mihara S, Molzon W, Mori T, Mzavia D, Nardò R, Natori H, Nicolò D, Nishiguchi H, Nishimura Y, Ootani W, Panareo M, Papa A, Piredda G, Popov A, Renga F, Ripiccini E, Ritt S, Rossella M, Sawada R, Sergiampietri F, Signorelli G, Suzuki S, Tenchini F, Topchyan C, Uchiyama Y, Voena C, Xiao F, Yamada S, Yamamoto A, Yamashita S, You Z, Yudin YV, Zanello D. New constraint on the existence of the μ+ → e+ γ decay. Phys Rev Lett 2013; 110:201801. [PMID: 25167396 DOI: 10.1103/physrevlett.110.201801] [Citation(s) in RCA: 38] [Impact Index Per Article: 3.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 03/05/2013] [Indexed: 06/03/2023]
Abstract
The analysis of a combined data set, totaling 3.6 × 10(14) stopped muons on target, in the search for the lepton flavor violating decay μ(+) → e(+)γ is presented. The data collected by the MEG experiment at the Paul Scherrer Institut show no excess of events compared to background expectations and yield a new upper limit on the branching ratio of this decay of 5.7 × 10(-13) (90% confidence level). This represents a four times more stringent limit than the previous world best limit set by MEG.
Collapse
Affiliation(s)
- J Adam
- Paul Scherrer Institut PSI, CH-5232 Villigen, Switzerland and Swiss Federal Institute of Technology ETH, CH-8093 Zürich, Switzerland
| | - X Bai
- ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
| | - A M Baldini
- INFN Sezione di Pisa, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - E Baracchini
- ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan and KEK, High Energy Accelerator Research Organization 1-1 Oho, Tsukuba, Ibaraki 305-0801, Japan and University of California, Irvine, California 92697, USA
| | - C Bemporad
- INFN Sezione di Pisa, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy and Dipartimento di Fisica, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - G Boca
- INFN Sezione di Pavia, dell'Università, Via Bassi 6, 27100 Pavia, Italy and Dipartimento di Fisica, dell'Università, Via Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
| | - P W Cattaneo
- INFN Sezione di Pavia, dell'Università, Via Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
| | - G Cavoto
- INFN Sezione di Roma, dell'Università "Sapienza", Piazzale A. Moro, 00185 Roma, Italy
| | - F Cei
- INFN Sezione di Pisa, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy and Dipartimento di Fisica, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - C Cerri
- INFN Sezione di Pisa, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - A de Bari
- INFN Sezione di Pavia, dell'Università, Via Bassi 6, 27100 Pavia, Italy and Dipartimento di Fisica, dell'Università, Via Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
| | - M De Gerone
- INFN Sezione di Genova, dell'Università, Via Dodecaneso 33, 16146 Genova, Italy and Dipartimento di Fisica, dell'Università, Via Dodecaneso 33, 16146 Genova, Italy
| | - T Doke
- Research Institute for Science and Engineering, Waseda University, 3-4-1 Okubo, Shinjuku-ku, Tokyo 169-8555, Japan
| | - S Dussoni
- INFN Sezione di Pisa, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - J Egger
- Paul Scherrer Institut PSI, CH-5232 Villigen, Switzerland
| | - Y Fujii
- ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
| | - L Galli
- Paul Scherrer Institut PSI, CH-5232 Villigen, Switzerland and INFN Sezione di Pisa, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - F Gatti
- INFN Sezione di Genova, dell'Università, Via Dodecaneso 33, 16146 Genova, Italy and Dipartimento di Fisica, dell'Università, Via Dodecaneso 33, 16146 Genova, Italy
| | - B Golden
- University of California, Irvine, California 92697, USA
| | - M Grassi
- INFN Sezione di Pisa, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - A Graziosi
- INFN Sezione di Roma, dell'Università "Sapienza", Piazzale A. Moro, 00185 Roma, Italy
| | - D N Grigoriev
- Budker Institute of Nuclear Physics, 630090 Novosibirsk, Russia and Novosibirsk State Technical University, 630092 Novosibirsk, Russia
| | - T Haruyama
- KEK, High Energy Accelerator Research Organization 1-1 Oho, Tsukuba, Ibaraki 305-0801, Japan
| | - M Hildebrandt
- Paul Scherrer Institut PSI, CH-5232 Villigen, Switzerland
| | - Y Hisamatsu
- ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
| | - F Ignatov
- Budker Institute of Nuclear Physics, 630090 Novosibirsk, Russia
| | - T Iwamoto
- ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
| | - D Kaneko
- ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
| | - P-R Kettle
- Paul Scherrer Institut PSI, CH-5232 Villigen, Switzerland
| | - B I Khazin
- Budker Institute of Nuclear Physics, 630090 Novosibirsk, Russia
| | - N Khomotov
- Budker Institute of Nuclear Physics, 630090 Novosibirsk, Russia
| | - O Kiselev
- Paul Scherrer Institut PSI, CH-5232 Villigen, Switzerland
| | - A Korenchenko
- Joint Institute for Nuclear Research, 141980 Dubna, Russia
| | - N Kravchuk
- Joint Institute for Nuclear Research, 141980 Dubna, Russia
| | - G Lim
- University of California, Irvine, California 92697, USA
| | - A Maki
- KEK, High Energy Accelerator Research Organization 1-1 Oho, Tsukuba, Ibaraki 305-0801, Japan
| | - S Mihara
- KEK, High Energy Accelerator Research Organization 1-1 Oho, Tsukuba, Ibaraki 305-0801, Japan
| | - W Molzon
- University of California, Irvine, California 92697, USA
| | - T Mori
- ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
| | - D Mzavia
- Joint Institute for Nuclear Research, 141980 Dubna, Russia
| | - R Nardò
- INFN Sezione di Pavia, dell'Università, Via Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
| | - H Natori
- Paul Scherrer Institut PSI, CH-5232 Villigen, Switzerland and ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan and KEK, High Energy Accelerator Research Organization 1-1 Oho, Tsukuba, Ibaraki 305-0801, Japan
| | - D Nicolò
- INFN Sezione di Pisa, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy and Dipartimento di Fisica, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - H Nishiguchi
- KEK, High Energy Accelerator Research Organization 1-1 Oho, Tsukuba, Ibaraki 305-0801, Japan
| | - Y Nishimura
- ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
| | - W Ootani
- ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
| | - M Panareo
- INFN Sezione di Lecce, dell'Università, Via per Arnesano, 73100 Lecce, Italy and Dipartimento di Fisica, dell'Università, Via per Arnesano, 73100 Lecce, Italy
| | - A Papa
- Paul Scherrer Institut PSI, CH-5232 Villigen, Switzerland
| | - G Piredda
- INFN Sezione di Roma, dell'Università "Sapienza", Piazzale A. Moro, 00185 Roma, Italy
| | - A Popov
- Budker Institute of Nuclear Physics, 630090 Novosibirsk, Russia
| | - F Renga
- Paul Scherrer Institut PSI, CH-5232 Villigen, Switzerland and INFN Sezione di Roma, dell'Università "Sapienza", Piazzale A. Moro, 00185 Roma, Italy
| | - E Ripiccini
- INFN Sezione di Roma, dell'Università "Sapienza", Piazzale A. Moro, 00185 Roma, Italy and Dipartimento di Fisica, dell'Università "Sapienza", Piazzale A. Moro, 00185 Roma, Italy
| | - S Ritt
- Paul Scherrer Institut PSI, CH-5232 Villigen, Switzerland
| | - M Rossella
- INFN Sezione di Pavia, dell'Università, Via Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
| | - R Sawada
- ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
| | - F Sergiampietri
- INFN Sezione di Pisa, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - G Signorelli
- INFN Sezione di Pisa, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - S Suzuki
- Research Institute for Science and Engineering, Waseda University, 3-4-1 Okubo, Shinjuku-ku, Tokyo 169-8555, Japan
| | - F Tenchini
- INFN Sezione di Pisa, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy and Dipartimento di Fisica, dell'Università, Largo B. Pontecorvo 3, 56127 Pisa, Italy
| | - C Topchyan
- University of California, Irvine, California 92697, USA
| | - Y Uchiyama
- Paul Scherrer Institut PSI, CH-5232 Villigen, Switzerland and ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
| | - C Voena
- INFN Sezione di Roma, dell'Università "Sapienza", Piazzale A. Moro, 00185 Roma, Italy
| | - F Xiao
- University of California, Irvine, California 92697, USA
| | - S Yamada
- KEK, High Energy Accelerator Research Organization 1-1 Oho, Tsukuba, Ibaraki 305-0801, Japan
| | - A Yamamoto
- KEK, High Energy Accelerator Research Organization 1-1 Oho, Tsukuba, Ibaraki 305-0801, Japan
| | - S Yamashita
- ICEPP, The University of Tokyo 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0033, Japan
| | - Z You
- University of California, Irvine, California 92697, USA
| | - Yu V Yudin
- Budker Institute of Nuclear Physics, 630090 Novosibirsk, Russia
| | - D Zanello
- INFN Sezione di Roma, dell'Università "Sapienza", Piazzale A. Moro, 00185 Roma, Italy
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