Search for Rare Decays of D0 Mesons into Two Muons

Aaij, R.; Abdelmotteleb, A.  S.  W.; Abellan Beteta, C.; Abudinén, F.; Ackernley, T.; Adeva, B.; Adinolfi, M.; Adlarson, P.; Afsharnia, H.; Agapopoulou, C.; Aidala, C.  A.; Aiola, S.; Ajaltouni, Z.; Akar, S.; Akiba, K.; Albrecht, J.; Alessio, F.; Alexander, M.; Alfonso Albero, A.; Aliouche, Z.; Alvarez Cartelle, P.; Amalric, R.; Amato, S.; Amey, J.  L.; Amhis, Y.; An, L.; Anderlini, L.; Andersson, M.; Andreianov, A.; Andreotti, M.; Andreou, D.; Ao, D.; Archilli, F.; Artamonov, A.; Artuso, M.; Aslanides, E.; Atzeni, M.; Audurier, B.; Bachmann, S.; Bachmayer, M.; Back, J.  J.; Bailly-reyre, A.; Baladron Rodriguez, P.; Balagura, V.; Baldini, W.; Baptista de Souza Leite, J.; Barbetti, M.; Barlow, R.  J.; Barsuk, S.; Barter, W.; Bartolini, M.; Baryshnikov, F.; Basels, J.  M.; Bassi, G.; Batsukh, B.; Battig, A.; Bay, A.; Beck, A.; Becker, M.; Bedeschi, F.; Bediaga, I.  B.; Beiter, A.; Belavin, V.; Belin, S.; Bellee, V.; Belous, K.; Belov, I.; Belyaev, I.; Benane, G.; Bencivenni, G.; Ben-Haim, E.; Berezhnoy, A.; Bernet, R.; Bernet Andres, S.; Berninghoff, D.; Bernstein, H.  C.; Bertella, C.; Bertolin, A.; Betancourt, C.; Betti, F.; Bezshyiko, Ia.; Bhasin, S.; Bhom, J.; Bian, L.; Bieker, M.  S.; Biesuz, N.  V.; Bifani, S.; Billoir, P.; Biolchini, A.; Birch, M.; Bishop, F.  C.  R.; Bitadze, A.; Bizzeti, A.; Blago, M.  P.; Blake, T.; Blanc, F.; Blank, J.  E.; Blusk, S.; Bobulska, D.; Boelhauve, J.  A.; Boente Garcia, O.; Boettcher, T.; Boldyrev, A.; Bolognani, C.  S.; Bolzonella, R.; Bondar, N.; Borgato, F.; Borghi, S.; Borsato, M.; Borsuk, J.  T.; Bouchiba, S.  A.; Bowcock, T.  J.  V.; Boyer, A.; Bozzi, C.; Bradley, M.  J.; Braun, S.; Brea Rodriguez, A.; Brodzicka, J.; Brossa Gonzalo, A.; Brown, J.; Brundu, D.; Buonaura, A.; Buonincontri, L.; Burke, A.  T.; Burr, C.; Bursche, A.; Butkevich, A.; Butter, J.  S.; Buytaert, J.; Byczynski, W.; Cadeddu, S.; Cai, H.; Calabrese, R.; Calefice, L.; Cali, S.; Calladine, R.; Calvi, M.; Calvo Gomez, M.; Campana, P.; Campora Perez, D.  H.; Campoverde Quezada, A.  F.; Capelli, S.; Capriotti, L.; Carbone, A.; Carboni, G.; Cardinale, R.; Cardini, A.; Carniti, P.; Carus, L.; Casais Vidal, A.; Caspary, R.; Casse, G.; Cattaneo, M.; Cavallero, G.; Cavallini, V.; Celani, S.; Cerasoli, J.; Cervenkov, D.; Chadwick, A.  J.; Chapman, M.  G.; Charles, M.; Charpentier, Ph.; Chavez Barajas, C.  A.; Chefdeville, M.; Chen, C.; Chen, S.; Chernov, A.; Chernyshenko, S.; Chobanova, V.; Cholak, S.; Chrzaszcz, M.; Chubykin, A.; Chulikov, V.; Ciambrone, P.; Cicala, M.  F.; Cid Vidal, X.; Ciezarek, G.; Ciullo, G.; Clarke, P.  E.  L.; Clemencic, M.; Cliff, H.  V.; Closier, J.; Cobbledick, J.  L.; Coco, V.; Coelho, J.  A.  B.; Cogan, J.; Cogneras, E.; Cojocariu, L.; Collins, P.; Colombo, T.; Congedo, L.; Contu, A.; Cooke, N.; Corredoira, I.; Corti, G.; Couturier, B.; Craik, D.  C.; Cruz Torres, M.; Currie, R.; Da Silva, C.  L.; Dadabaev, S.; Dai, L.; Dai, X.; Dall’Occo, E.; Dalseno, J.; D’Ambrosio, C.; Daniel, J.; Danilina, A.; D’Argent, P.; Davies, J.  E.; Davis, A.; De Aguiar Francisco, O.; de Boer, J.; De Bruyn, K.; De Capua, S.; De Cian, M.; De Freitas Carneiro Da Graca, U.; De Lucia, E.; De Miranda, J.  M.; De Paula, L.; De Serio, M.; De Simone, D.; De Simone, P.; De Vellis, F.; de Vries, J.  A.; Dean, C.  T.; Debernardis, F.; Decamp, D.; Dedu, V.; Del Buono, L.; Delaney, B.; Dembinski, H. -P.; Denysenko, V.; Deschamps, O.; Dettori, F.; Dey, B.; Di Nezza, P.; Diachkov, I.; Didenko, S.; Dieste Maronas, L.; Ding, S.; Dobishuk, V.; Dolmatov, A.; Dong, C.; Donohoe, A.  M.; Dordei, F.; dos Reis, A.  C.; Douglas, L.; Downes, A.  G.; Duda, P.; Dudek, M.  W.; Dufour, L.; Duk, V.; Durante, P.; Duras, M.  M.; Durham, J.  M.; Dutta, D.; Dziurda, A.; Dzyuba, A.; Easo, S.; Egede, U.; Egorychev, V.; Eidelman, S.; Eirea Orro, C.; Eisenhardt, S.; Ejopu, E.; Ek-In, S.; Eklund, L.; Ely, S.; Ene, A.; Epple, E.; Escher, S.; Eschle, J.; Esen, S.; Evans, T.; Fabiano, F.; Falcao, L.  N.; Fan, Y.; Fang, B.; Fantini, L.; Faria, M.; Farry, S.; Fazzini, D.; Felkowski, L.  F; Feo, M.; Fernandez Gomez, M.; Fernez, A.  D.; Ferrari, F.; Ferreira Lopes, L.; Ferreira Rodrigues, F.; Ferreres Sole, S.; Ferrillo, M.; Ferro-Luzzi, M.; Filippov, S.; Fini, R.  A.; Fiorini, M.; Firlej, M.; Fischer, K.  M.; Fitzgerald, D.  S.; Fitzpatrick, C.; Fiutowski, T.; Fleuret, F.; Fontana, M.; Fontanelli, F.; Forty, R.; Foulds-Holt, D.; Franco Lima, V.; Franco Sevilla, M.; Frank, M.; Franzoso, E.; Frau, G.; Frei, C.; Friday, D.  A.; Fu, J.; Fuehring, Q.; Fulghesu, T.; Gabriel, E.; Galati, G.; Galati, M.  D.; Gallas Torreira, A.; Galli, D.; Gambetta, S.; Gan, Y.; Gandelman, M.; Gandini, P.; Gao, Y.; Gao, Y.; Garau, M.; Garcia Martin, L.  M.; Garcia Moreno, P.; García Pardiñas, J.; Garcia Plana, B.; Garcia Rosales, F.  A.; Garrido, L.; Gaspar, C.; Geertsema, R.  E.; Gerick, D.; Gerken, L.  L.; Gersabeck, E.; Gersabeck, M.; Gershon, T.; Giambastiani, L.; Gibson, V.; Giemza, H.  K.; Gilman, A.  L.; Giovannetti, M.; Gioventù, A.; Gironella Gironell, P.; Giugliano, C.; Giza, M.  A.; Gizdov, K.; Gkougkousis, E.  L.; Gligorov, V.  V.; Göbel, C.; Golobardes, E.; Golubkov, D.; Golutvin, A.; Gomes, A.; Gomez Fernandez, S.; Goncalves Abrantes, F.; Goncerz, M.; Gong, G.; Gorelov, I.  V.; Gotti, C.; Grabowski, J.  P.; Grammatico, T.; Granado Cardoso, L.  A.; Graugés, E.; Graverini, E.; Graziani, G.; Grecu, A.  T.; Greeven, L.  M.; Grieser, N.  A.; Grillo, L.; Gromov, S.; Gruberg Cazon, B.  R.; Gu, C.; Guarise, M.; Guittiere, M.; Günther, P.  A.; Gushchin, E.; Guth, A.; Guz, Y.; Gys, T.; Hadavizadeh, T.; Hadjivasiliou, C.; Haefeli, G.; Haen, C.; Haimberger, J.; Haines, S.  C.; Halewood-leagas, T.; Halvorsen, M.  M.; Hamilton, P.  M.; Hammerich, J.; Han, Q.; Han, X.; Hansen, E.  B.; Hansmann-Menzemer, S.; Hao, L.; Harnew, N.; Harrison, T.; Hasse, C.; Hatch, M.; He, J.; Heijhoff, K.; Henderson, C.; Henderson, R.  D.  L.; Hennequin, A.  M.; Hennessy, K.; Henry, L.; Herd, J.; Heuel, J.; Hicheur, A.; Hill, D.; Hilton, M.; Hollitt, S.  E.; Horswill, J.; Hou, R.; Hou, Y.; Hu, J.; Hu, J.; Hu, W.; Hu, X.; Huang, W.; Huang, X.; Hulsbergen, W.; Hunter, R.  J.; Hushchyn, M.; Hutchcroft, D.; Ibis, P.; Idzik, M.; Ilin, D.; Ilten, P.; Inglessi, A.; Iniukhin, A.; Ishteev, A.; Ivshin, K.; Jacobsson, R.; Jage, H.; Jaimes Elles, S.  J.; Jakobsen, S.; Jans, E.; Jashal, B.  K.; Jawahery, A.; Jevtic, V.; Jiang, E.; Jiang, X.; Jiang, Y.; John, M.; Johnson, D.; Jones, C.  R.; Jones, T.  P.; Jost, B.; Jurik, N.; Juszczak, I.; Kandybei, S.; Kang, Y.; Karacson, M.; Karpenkov, D.; Karpov, M.; Kautz, J.  W.; Keizer, F.; Keller, D.  M.; Kenzie, M.; Ketel, T.; Khanji, B.; Kharisova, A.; Kholodenko, S.; Khreich, G.; Kirn, T.; Kirsebom, V.  S.; Kitouni, O.; Klaver, S.; Kleijne, N.; Klimaszewski, K.; Kmiec, M.  R.; Koliiev, S.; Kondybayeva, A.; Konoplyannikov, A.; Kopciewicz, P.; Kopecna, R.; Koppenburg, P.; Korolev, M.; Kostiuk, I.; Kot, O.; Kotriakhova, S.; Kozachuk, A.; Kravchenko, P.; Kravchuk, L.; Krawczyk, R.  D.; Kreps, M.; Kretzschmar, S.; Krokovny, P.; Krupa, W.; Krzemien, W.; Kubat, J.; Kubis, S.; Kucewicz, W.; Kucharczyk, M.; Kudryavtsev, V.; Kupsc, A.; Lacarrere, D.; Lafferty, G.; Lai, A.; Lampis, A.; Lancierini, D.; Landesa Gomez, C.; Lane, J.  J.; Lane, R.; Lanfranchi, G.; Langenbruch, C.; Langer, J.; Lantwin, O.; Latham, T.; Lazzari, F.; Lazzaroni, M.; Le Gac, R.; Lee, S.  H.; Lefèvre, R.; Leflat, A.; Legotin, S.; Lenisa, P.; Leroy, O.; Lesiak, T.; Leverington, B.; Li, A.; Li, H.; Li, K.; Li, P.; P. -R., Li; Li, S.; Li, T.; Li, T.; Li, Y.; Li, Z.; Liang, X.; Lin, C.; Lin, T.; Lindner, R.; Lisovskyi, V.; Litvinov, R.; Liu, G.; Liu, H.; Liu, Q.; Liu, S.; Lobo Salvia, A.; Loi, A.; Lollini, R.; Lomba Castro, J.; Longstaff, I.; Lopes, J.  H.; Lopez Huertas, A.; López Soliño, S.; Lovell, G.  H.; Lu, Y.; Lucarelli, C.; Lucchesi, D.; Luchuk, S.; Lucio Martinez, M.; Lukashenko, V.; Luo, Y.; Lupato, A.; Luppi, E.; Lusiani, A.; Lynch, K.; Lyu, X. -R.; Ma, L.; Ma, R.; Maccolini, S.; Machefert, F.; Maciuc, F.; Mackay, I.; Macko, V.; Mackowiak, P.; Madhan Mohan, L.  R.; Maevskiy, A.; Maisuzenko, D.; Majewski, M.  W.; Malczewski, J.  J.; Malde, S.; Malecki, B.; Malinin, A.; Maltsev, T.; Manca, G.; Mancinelli, G.; Mancuso, C.; Manuzzi, D.; Manzari, C.  A.; Marangotto, D.; Marchand, J.  F.; Marconi, U.; Mariani, S.; Marin Benito, C.; Marks, J.; Marshall, A.  M.; Marshall, P.  J.; Martelli, G.; Martellotti, G.; Martinazzoli, L.; Martinelli, M.; Martinez Santos, D.; Martinez Vidal, F.; Massafferri, A.; Materok, M.; Matev, R.; Mathad, A.; Matiunin, V.; Matteuzzi, C.; Mattioli, K.  R.; Mauri, A.; Maurice, E.; Mauricio, J.; Mazurek, M.; Mccann, M.; Mcconnell, L.; Mcgrath, T.  H.; Mchugh, N.  T.; Mcnab, A.; Mcnulty, R.; Mead, J.  V.; Meadows, B.; Meier, G.; Melnychuk, D.; Meloni, S.; Merk, M.; Merli, A.; Meyer Garcia, L.; Miao, D.; Mikhasenko, M.; Milanes, D.  A.; Millard, E.; Milovanovic, M.; Minard, M. -N.; Minotti, A.; Miralles, T.; Mitchell, S.  E.; Mitreska, B.; Mitzel, D.  S.; Mödden, A.; Mohammed, R.  A.; Moise, R.  D.; Mokhnenko, S.; Mombächer, T.; Monk, M.; Monroy, I.  A.; Monteil, S.; Morandin, M.; Morello, G.; Morello, M.  J.; Moron, J.; Morris, A.  B.; Morris, A.  G.; Mountain, R.; Mu, H.; Muhammad, E.; Muheim, F.; Mulder, M.; Müller, K.; Murphy, C.  H.; Murray, D.; Murta, R.; Muzzetto, P.; Naik, P.; Nakada, T.; Nandakumar, R.; Nanut, T.; Nasteva, I.; Needham, M.; Neri, N.; Neubert, S.; Neufeld, N.; Neustroev, P.; Newcombe, R.; Nicolini, J.; Niel, E.  M.; Nieswand, S.; Nikitin, N.; Nolte, N.  S.; Normand, C.; Novoa Fernandez, J.; Nunez, C.; Oblakowska-Mucha, A.; Obraztsov, V.; Oeser, T.; O’Hanlon, D.  P.; Okamura, S.; Oldeman, R.; Oliva, F.; Onderwater, C.  J.  G.; O’Neil, R.  H.; Otalora Goicochea, J.  M.; Ovsiannikova, T.; Owen, P.; Oyanguren, A.; Ozcelik, O.; Padeken, K.  O.; Pagare, B.; Pais, P.  R.; Pajero, T.; Palano, A.; Palutan, M.; Pan, Y.; Panshin, G.; Paolucci, L.; Papanestis, A.; Pappagallo, M.; Pappalardo, L.  L.; Pappenheimer, C.; Parker, W.; Parkes, C.; Passalacqua, B.; Passaleva, G.; Pastore, A.; Patel, M.; Patrignani, C.; Pawley, C.  J.; Pearce, A.; Pellegrino, A.; Pepe Altarelli, M.; Perazzini, S.; Pereima, D.; Pereiro Castro, A.; Perret, P.; Petric, M.; Petridis, K.; Petrolini, A.; Petrov, A.; Petrucci, S.; Petruzzo, M.; Pham, H.; Philippov, A.; Piandani, R.; Pica, L.; Piccini, M.; Pietrzyk, B.; Pietrzyk, G.; Pili, M.; Pinci, D.; Pisani, F.; Pizzichemi, M.; Placinta, V.; Plews, J.; Plo Casasus, M.; Polci, F.; Poli Lener, M.; Poliakova, M.; Poluektov, A.; Polukhina, N.; Polyakov, I.; Polycarpo, E.; Ponce, S.; Popov, D.; Popov, S.; Poslavskii, S.; Prasanth, K.; Promberger, L.; Prouve, C.; Pugatch, V.; Puill, V.; Punzi, G.; H.  R., Qi; Qian, W.; Qin, N.; Qu, S.; Quagliani, R.; Raab, N.  V.; Rabadan Trejo, R.  I.; Rachwal, B.; Rademacker, J.  H.; Rajagopalan, R.; Rama, M.; Ramos Pernas, M.; Rangel, M.  S.; Ratnikov, F.; Raven, G.; Rebollo De Miguel, M.; Redi, F.; Reich, J.; Reiss, F.; Remon Alepuz, C.; Ren, Z.; Resmi, P.  K.; Ribatti, R.; Ricci, A.  M.; Ricciardi, S.; Richardson, K.; Richardson-Slipper, M.; Rinnert, K.; Robbe, P.; Robertson, G.; Rodrigues, A.  B.; Rodrigues, E.; Rodriguez Fernandez, E.; Rodriguez Lopez, J.  A.; Rodriguez Rodriguez, E.; Rolf, D.  L.; Rollings, A.; Roloff, P.; Romanovskiy, V.; Romero Lamas, M.; Romero Vidal, A.; Roth, J.  D.; Rotondo, M.; Rudolph, M.  S.; Ruf, T.; Ruiz Fernandez, R.  A.; Ruiz Vidal, J.; Ryzhikov, A.; Ryzka, J.; Saborido Silva, J.  J.; Sagidova, N.; Sahoo, N.; Saitta, B.; Salomoni, M.; Sanchez Gras, C.; Sanderswood, I.; Santacesaria, R.; Santamarina Rios, C.; Santimaria, M.; Santovetti, E.; Saranin, D.; Sarpis, G.; Sarpis, M.; Sarti, A.; Satriano, C.; Satta, A.; Saur, M.; Savrina, D.; Sazak, H.; Scantlebury Smead, L.  G.; Scarabotto, A.; Schael, S.; Scherl, S.; Schiller, M.; Schindler, H.; Schmelling, M.; Schmidt, B.; Schmitt, S.; Schneider, O.; Schopper, A.; Schubiger, M.; Schulte, S.; Schune, M.  H.; Schwemmer, R.; Sciascia, B.; Sciuccati, A.; Sellam, S.; Semennikov, A.; Senghi Soares, M.; Sergi, A.; Serra, N.; Sestini, L.; Seuthe, A.; Shang, Y.; Shangase, D.  M.; Shapkin, M.; Shchemerov, I.; Shchutska, L.; Shears, T.; Shekhtman, L.; Shen, Z.; Sheng, S.; Shevchenko, V.; Shi, B.; Shields, E.  B.; Shimizu, Y.; Shmanin, E.; Shorkin, R.; Shupperd, J.  D.; Siddi, B.  G.; Silva Coutinho, R.; Simi, G.; Simone, S.; Singla, M.; Skidmore, N.; Skuza, R.; Skwarnicki, T.; Slater, M.  W.; Smallwood, J.  C.; Smeaton, J.  G.; Smith, E.; Smith, K.; Smith, M.; Snoch, A.; Soares Lavra, L.; Sokoloff, M.  D.; Soler, F.  J.  P.; Solomin, A.; Solovev, A.; Solovyev, I.; Song, R.; Souza De Almeida, F.  L.; Souza De Paula, B.; Spaan, B.; Spadaro Norella, E.; Spedicato, E.; Spiridenkov, E.; Spradlin, P.; Sriskaran, V.; Stagni, F.; Stahl, M.; Stahl, S.; Stanislaus, S.; Stein, E.  N.; Steinkamp, O.; Stenyakin, O.; Stevens, H.; Stone, S.; Strekalina, D.; Y.  S, Su; Suljik, F.; Sun, J.; Sun, L.; Sun, Y.; Svihra, P.; Swallow, P.  N.; Swientek, K.; Szabelski, A.; Szumlak, T.; Szymanski, M.; Tan, Y.; Taneja, S.; Tanner, A.  R.; Tat, M.  D.; Terentev, A.; Teubert, F.; Thomas, E.; Thompson, D.  J.  D.; Thomson, K.  A.; Tilquin, H.; Tisserand, V.; T’Jampens, S.; Tobin, M.; Tomassetti, L.; Tonani, G.; Tong, X.; Torres Machado, D.; Tou, D.  Y.; Trilov, S.  M.; Trippl, C.; Tuci, G.; Tully, A.; Tuning, N.; Ukleja, A.; Unverzagt, D.  J.; Usachov, A.; Ustyuzhanin, A.; Uwer, U.; Vagner, A.; Vagnoni, V.; Valassi, A.; Valenti, G.; Valls Canudas, N.; van Beuzekom, M.; Van Dijk, M.; Van Hecke, H.; van Herwijnen, E.; Van Hulse, C.  B.; van Veghel, M.; Vazquez Gomez, R.; Vazquez Regueiro, P.; Vázquez Sierra, C.; Vecchi, S.; Velthuis, J.  J.; Veltri, M.; Venkateswaran, A.; Veronesi, M.; Vesterinen, M.; Vieira, D.; Vieites Diaz, M.; Vilasis-Cardona, X.; Vilella Figueras, E.; Villa, A.; Vincent, P.; Volle, F.  C.; vom Bruch, D.; Vorobyev, A.; Vorobyev, V.; Voropaev, N.; Vos, K.; Vrahas, C.; Waldi, R.; Walsh, J.; Wan, G.; Wang, C.; Wang, G.; Wang, J.; Wang, J.; Wang, J.; Wang, J.; Wang, M.; Wang, R.; Wang, X.; Wang, Y.; Wang, Z.; Wang, Z.; Wang, Z.; Ward, J.  A.; Watson, N.  K.; Websdale, D.; Wei, Y.; Weisser, C.; Westhenry, B.  D.  C.; White, D.  J.; Whitehead, M.; Wiederhold, A.  R.; Wiedner, D.; Wilkinson, G.; Wilkinson, M.  K.; Williams, I.; Williams, M.; Williams, M.  R.  J.; Williams, R.; Wilson, F.  F.; Wislicki, W.; Witek, M.; Witola, L.; Wong, C.  P.; Wormser, G.; Wotton, S.  A.; Wu, H.; Wu, J.; Wyllie, K.; Xiang, Z.; Xiao, D.; Xie, Y.; Xu, A.; Xu, J.; Xu, L.; Xu, L.; Xu, M.; Xu, Q.; Xu, Z.; Xu, Z.; Yang, D.; Yang, S.; Yang, X.; Yang, Y.; Yang, Z.; Yang, Z.; Yeomans, L.  E.; Yeroshenko, V.; Yeung, H.; Yin, H.; Yu, J.; Yuan, X.; Zaffaroni, E.; Zavertyaev, M.; Zdybal, M.; Zenaiev, O.; Zeng, M.; Zhang, C.; Zhang, D.; Zhang, L.; Zhang, S.; Zhang, S.; Zhang, Y.; Zhang, Y.; Zharkova, A.; Zhelezov, A.; Zheng, Y.; Zhou, T.; Zhou, X.; Zhou, Y.; Zhovkovska, V.; Zhu, X.; Zhu, X.; Zhu, Z.; Zhukov, V.; Zou, Q.; Zucchelli, S.; Zuliani, D.; Zunica, G.

doi:10.1103/PhysRevLett.131.041804

A search for the very rare D0+- decay is performed using data collected by the LHCb experiment in proton-proton collisions at s=7, 8, and 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb-1. The search is optimized for D0 mesons from D?+?D0?+ decays but is also sensitive to D0 mesons from other sources. No evidence for an excess of events over the expected background is observed. An upper limit on the branching fraction of this decay is set at B(D0 →μ+μ−)< 3.1 × 10−9 at a 90% C.L. This represents the world’s most stringent limit, constraining models of physics beyond the standard model.