Search for Axionlike Particles Produced in e⁺e⁻ Collisions at Belle II

Abudinen, F.; Adachi, I.; Aihara, H.; Akopov, N.; Aloisio, A.; Ameli, F.; Anh Ky, N.; Asner, D. M.; Aushev, T.; Aushev, V.; Babu, V.; Baehr, S.; Bahinipati, S.; Bambade, P.; Banerjee, S.; Bansal, S.; Baudot, J.; Becker, J.; Behera, P. K.; Bennett, J. V.; Bernieri, E.; Bernlochner, F. U.; Bertemes, M.; Bessner, M.; Bettarini, S.; Bhardwaj, V.; Bianchi, F.; Bilka, T.; Bilokin, S.; Biswas, D.; Bracko, M.; Branchini, P.; Braun, N.; Browder, T. E.; Budano, A.; Bussino, S.; Campajola, M.; Casarosa, G.; Cecchi, C.; Cervenkov, D.; Chang, M. -C.; Chang, P.; Cheaib, R.; Chekelian, V.; Cheon, B. G.; Chilikin, K.; Chirapatpimol, K.; Cho, H. -E.; Cho, K.; Cho, S. -J.; Choi, S. -K.; Cinabro, D.; Corona, L.; Cremaldi, L. M.; Cunliffe, S.; Dash, N.; Dattola, F.; De La Cruz-Burelo, E.; De Nardo, G.; De Nuccio, M.; De Pietro, G.; De Sangro, R.; Destefanis, M.; De Yta-Hernandez, A.; Di Capua, F.; Dolezal, Z.; Dong, T. V.; Dort, K.; Dossett, D.; Dujany, G.; Eidelman, S.; Ferber, T.; Ferlewicz, D.; Fiore, S.; Fodor, A.; Forti, F.; Fulsom, B. G.; Ganiev, E.; Garg, R.; Garmash, A.; Gaur, V.; Gaz, A.; Gebauer, U.; Gellrich, A.; Gessler, T.; Giordano, R.; Giri, A.; Gobbo, B.; Godang, R.; Goldenzweig, P.; Golob, B.; Gomis, P.; Gradl, W.; Graziani, E.; Greenwald, D.; Hadjivasiliou, C.; Halder, S.; Hartbrich, O.; Hayasaka, K.; Hayashii, H.; Hearty, C.; Hedges, M. T.; Heredia De La Cruz, I.; Hernandez Villanueva, M.; Hershenhorn, A.; Higuchi, T.; Hill, E. C.; Hirata, H.; Hoek, M.; Hohmann, M.; Hsu, C. -L.; Hu, Y.; Inami, K.; Inguglia, G.; Irakkathil Jabbar, J.; Ishikawa, A.; Itoh, R.; Jackson, P.; Jacobs, W. W.; Jaffe, D. E.; Jang, E. -J.; Jia, S.; Jin, Y.; Joo, C.; Kaliyar, A. B.; Kandra, J.; Karyan, G.; Kato, Y.; Kichimi, H.; Kiesling, C.; Kim, C. -H.; Kim, D. Y.; Kim, H. J.; Kim, S. -H.; Kim, Y. -K.; Kimmel, T. D.; Kinoshita, K.; Kleinwort, C.; Kodys, P.; Koga, T.; Kohani, S.; Komarov, I.; Korpar, S.; Kraetzschmar, T. M. G.; Krizan, P.; Krokovny, P.; Kuhr, T.; Kumar, M.; Kumar, R.; Kumara, K.; Kurz, S.; Kwon, Y. -J.; Lacaprara, S.; La Licata, C.; Lanceri, L.; Lange, J. S.; Lee, I. -S.; Lee, S. C.; Leitl, P.; Levit, D.; Lewis, P. M.; Li, C.; L. K., Li; Y. B., Li; Libby, J.; Lieret, K.; Li Gioi, L.; Liptak, Z.; Liu, Q. Y.; Liventsev, D.; Longo, S.; Luo, T.; Macqueen, C.; Maeda, Y.; Manfredi, R.; Manoni, E.; Marcello, S.; Marinas, C.; Martini, A.; Masuda, M.; Matsuoka, K.; Matvienko, D.; Meggendorfer, F.; Meier, F.; Merola, M.; Metzner, F.; Milesi, M.; Miller, C.; Miyabayashi, K.; Mizuk, R.; Azmi, K.; Mohanty, G. B.; Moser, H. -G.; Mrvar, M.; Muller, F. J.; Mussa, R.; Nakamura, I.; Nakao, M.; Nakazawa, H.; Natochii, A.; Niebuhr, C.; Nisar, N. K.; Nishida, S.; Nouxman, M. H. A.; Ogawa, K.; Ogawa, S.; Ono, H.; Oskin, P.; Ozaki, H.; Pakhlov, P.; Paladino, A.; Panta, A.; Paoloni, E.; Pardi, S.; Park, H.; Park, S. -H.; Paschen, B.; Passeri, A.; Pathak, A.; Patra, S.; Paul, S.; Pedlar, T. K.; Peruzzi, I.; Peschke, R.; Piccolo, M.; Piilonen, L. E.; Polat, G.; Popov, V.; Praz, C.; Prencipe, E.; Prim, M. T.; Purohit, M. V.; Rad, N.; Rados, P.; Rasheed, R.; Reif, M.; Reiter, S.; Remnev, M.; Ripp-Baudot, I.; Ritter, M.; Ritzert, M.; Rizzo, G.; Robertson, S. H.; Rodriguez Perez, D.; Roney, J. M.; Rosenfeld, C.; Rostomyan, A.; Rout, N.; Sahoo, D.; Sakai, Y.; Sanders, D. A.; Sandilya, S.; Sangal, A.; Santelj, L.; Sato, Y.; Savinov, V.; Scavino, B.; Schwanda, C.; Schwartz, A. J.; Seddon, R. M.; Seino, Y.; Selce, A.; Senyo, K.; Serrano, J.; Sevior, M. E.; Sfienti, C.; Shiu, J. -G.; Sibidanov, A.; Simon, F.; Sobie, R. J.; Soffer, A.; Solovieva, E.; Spataro, S.; Spruck, B.; Staric, M.; Stefkova, S.; Stottler, Z. S.; Stroili, R.; Strube, J.; Sumihama, M.; Sumiyoshi, T.; Summers, D. J.; Sutcliffe, W.; Svidras, H.; Tabata, M.; Takizawa, M.; Tamponi, U.; Tanaka, S.; Tanida, K.; Tanigawa, H.; Taras, P.; Tenchini, F.; Tonelli, D.; Torassa, E.; Trabelsi, K.; Uchida, M.; Uglov, T.; Unger, K.; Unno, Y.; Uno, S.; Urquijo, P.; Ushiroda, Y.; Vahsen, S. E.; Van Tonder, R.; Varner, G. S.; Varvell, K. E.; Vinokurova, A.; Vitale, L.; Waheed, E.; Wakai, M.; Wakeling, H. M.; Wang, C. H.; Wang, M. -Z.; Wang, X. L.; Warburton, A.; Watanabe, M.; Watanuki, S.; Webb, J.; Wehle, S.; Welsch, M.; Wessel, C.; Wiechczynski, J.; Windel, H.; Won, E.; L. J., Wu; X. P., Xu; Yabsley, B.; Yan, W.; Yang, S. B.; Ye, H.; Yonenaga, M.; Yuan, C. Z.; Yusa, Y.; Zani, L.; Zhou, Q. D.; Zhukova, V. I.

doi:10.1103/PhysRevLett.125.161806

We present a search for the direct production of a light pseudoscalar a decaying into two photons with the Belle II detector at the SuperKEKB collider. We search for the process e+e-→γa, a→γγ in the mass range 0.2<9.7 GeV/c2 using data corresponding to an integrated luminosity of (445±3) pb-1. Light pseudoscalars interacting predominantly with standard model gauge bosons (so-called axionlike particles or ALPs) are frequently postulated in extensions of the standard model. We find no evidence for ALPs and set 95% confidence level upper limits on the coupling strength gaγγ of ALPs to photons at the level of 10-3 GeV-1. The limits are the most restrictive to date for 0.2<1 GeV/c2.