Search for heavy neutral lepton production in K + decays

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

doi:10.1016/j.physletb.2018.01.031

A search for heavy neutral lepton production in K+ decays using a data sample collected with a minimum bias trigger by the NA62 experiment at CERN in 2015 is reported. Upper limits at the 10(-7)to 10(-6) level are established on the elements of the extended neutrino mixing matrix |U-e4|^2 and |U-mu4|^2 for heavy neutral lepton mass in the ranges 170-448 MeV/c2 and 250-373 MeV/c2, respectively. This improves on the previous limits from HNL production searches over the whole mass range considered for |U-e4|^2, and above 300 MeV/c2 for |U-mu4|^2.