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Phys Rev Lett. 2021 Sep 24;127(13):131802. doi: 10.1103/PhysRevLett.127.131802.

Search for Lepton Number and Flavor Violation in K^{+} and π^{0} Decays.

Physical review letters

R Aliberti, F Ambrosino, R Ammendola, B Angelucci, A Antonelli, G Anzivino, R Arcidiacono, T Bache, A Baeva, D Baigarashev, M Barbanera, J Bernhard, A Biagioni, L Bician, C Biino, A Bizzeti, T Blazek, B Bloch-Devaux, V Bonaiuto, M Boretto, A M Bragadireanu, D Britton, F Brizioli, M B Brunetti, D Bryman, F Bucci, T Capussela, J Carmignani, A Ceccucci, P Cenci, V Cerny, C Cerri, B Checcucci, A Conovaloff, P Cooper, E Cortina Gil, M Corvino, F Costantini, A Cotta Ramusino, D Coward, G D'Agostini, J B Dainton, P Dalpiaz, H Danielsson, N De Simone, D Di Filippo, L Di Lella, N Doble, V Duk, F Duval, B Döbrich, D Emelyanov, J Engelfried, T Enik, N Estrada-Tristan, V Falaleev, R Fantechi, V Fascianelli, L Federici, S Fedotov, A Filippi, M Fiorini, J R Fry, J Fu, A Fucci, L Fulton, E Gamberini, L Gatignon, G Georgiev, S A Ghinescu, A Gianoli, M Giorgi, S Giudici, F Gonnella, E Goudzovski, C Graham, R Guida, E Gushchin, F Hahn, H Heath, J Henshaw, E B Holzer, T Husek, O E Hutanu, D Hutchcroft, L Iacobuzio, E Iacopini, E Imbergamo, B Jenninger, J Jerhot, R W L Jones, K Kampf, V Kekelidze, S Kholodenko, G Khoriauli, A Khotyantsev, A Kleimenova, A Korotkova, M Koval, V Kozhuharov, Z Kucerova, Y Kudenko, J Kunze, V Kurochka, V Kurshetsov, G Lamanna, G Lanfranchi, E Lari, G Latino, P Laycock, C Lazzeroni, G Lehmann Miotto, M Lenti, E Leonardi, P Lichard, L Litov, R Lollini, D Lomidze, A Lonardo, P Lubrano, M Lupi, N Lurkin, D Madigozhin, I Mannelli, A Mapelli, F Marchetto, R Marchevski, S Martellotti, P Massarotti, K Massri, E Maurice, M Medvedeva, A Mefodev, E Menichetti, E Migliore, E Minucci, M Mirra, M Misheva, N Molokanova, M Moulson, S Movchan, M Napolitano, I Neri, F Newson, A Norton, M Noy, T Numao, V Obraztsov, A Ostankov, S Padolski, R Page, V Palladino, A Parenti, C Parkinson, E Pedreschi, M Pepe, M Perrin-Terrin, L Peruzzo, P Petrov, Y Petrov, F Petrucci, R Piandani, M Piccini, J Pinzino, I Polenkevich, L Pontisso, Yu Potrebenikov, D Protopopescu, M Raggi, A Romano, P Rubin, G Ruggiero, V Ryjov, A Salamon, C Santoni, G Saracino, F Sargeni, S Schuchmann, V Semenov, A Sergi, A Shaikhiev, S Shkarovskiy, D Soldi, M Sozzi, T Spadaro, F Spinella, A Sturgess, V Sugonyaev, J Swallow, S Trilov, P Valente, B Velghe, S Venditti, P Vicini, R Volpe, M Vormstein, H Wahl, R Wanke, B Wrona, O Yushchenko, M Zamkovsky, A Zinchenko,

Affiliations

  1. Institut für Physik and PRISMA Cluster of Excellence, Universität Mainz, D-55099 Mainz, Germany.
  2. Dipartimento di Fisica "Ettore Pancini" e INFN, Sezione di Napoli, I-80126 Napoli, Italy.
  3. INFN, Sezione di Roma Tor Vergata, I-00133 Roma, Italy.
  4. University of Glasgow, Glasgow G12 8QQ, United Kingdom.
  5. Laboratori Nazionali di Frascati, I-00044 Frascati, Italy.
  6. Dipartimento di Fisica e Geologia dell'Università e INFN, Sezione di Perugia, I-06100 Perugia, Italy.
  7. Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Torino, I-10125 Torino, Italy.
  8. University of Birmingham, Edgbaston, Birmingham B15 2TT, United Kingdom.
  9. Joint Institute for Nuclear Research, 141980 Dubna (MO), Russia.
  10. INFN, Sezione di Perugia, I-06100 Perugia, Italy.
  11. CERN, European Organization for Nuclear Research, CH-1211 Geneva 23, Switzerland.
  12. INFN, Sezione di Roma I, I-00185 Roma, Italy.
  13. Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University, 842 48 Bratislava, Slovakia.
  14. INFN, Sezione di Torino, I-10125 Torino, Italy.
  15. INFN, Sezione di Firenze, I-50019 Sesto Fiorentino, Italy.
  16. Horia Hulubei National Institute of Physics for R&D in Physics and Nuclear Engineering, 077125 Bucharest-Magurele, Romania.
  17. University of British Columbia, Vancouver, British Columbia V6T 1Z4, Canada.
  18. University of Lancaster, Lancaster LA1 4YW, United Kingdom.
  19. INFN, Sezione di Pisa, I-56100 Pisa, Italy.
  20. George Mason University, Fairfax, Virginia 22030, USA.
  21. Université Catholique de Louvain, B-1348 Louvain-La-Neuve, Belgium.
  22. Dipartimento di Fisica dell'Università e INFN, Sezione di Pisa, I-56100 Pisa, Italy.
  23. INFN, Sezione di Ferrara, I-44122 Ferrara, Italy.
  24. Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma e INFN, Sezione di Roma I, I-00185 Roma, Italy.
  25. Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell'Università e INFN, Sezione di Ferrara, I-44122 Ferrara, Italy.
  26. Instituto de Física, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, 78240 San Luis Potosí, Mexico.
  27. Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences, 117312 Moscow, Russia.
  28. University of Liverpool, Liverpool L69 7ZE, United Kingdom.
  29. University of Bristol, Bristol BS8 1TH, United Kingdom.
  30. Charles University, 116 36 Prague 1, Czech Republic.
  31. Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università e INFN, Sezione di Firenze, I-50019 Sesto Fiorentino, Italy.
  32. Institute for High Energy Physics-State Research Center of Russian Federation, 142281 Protvino (MO), Russia.
  33. Scuola Normale Superiore e INFN, Sezione di Pisa, I-56100 Pisa, Italy.
  34. TRIUMF, Vancouver, British Columbia V6T 2A3, Canada.

PMID: 34623867 DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.131802

Abstract

Searches for the lepton number violating K^{+}→π^{-}μ^{+}e^{+} decay and the lepton flavor violating K^{+}→π^{+}μ^{-}e^{+} and π^{0}→μ^{-}e^{+} decays are reported using data collected by the NA62 experiment at CERN in 2017-2018. No evidence for these decays is found and upper limits of the branching ratios are obtained at 90% confidence level: B(K^{+}→π^{-}μ^{+}e^{+})<4.2×10^{-11}, B(K^{+}→π^{+}μ^{-}e^{+})<6.6×10^{-11} and B(π^{0}→μ^{-}e^{+})<3.2×10^{-10}. These results improve by 1 order of magnitude over previous results for these decay modes.

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