# Improved limit on the branching fraction of the rare decay   $K^0_{\scriptscriptstyle S}\to\mu^+\mu^-$

**Authors:** LHCb collaboration: R. Aaij, B. Adeva, M. Adinolfi, Z. Ajaltouni, S., Akar, J. Albrecht, F. Alessio, M. Alexander, S. Ali, G. Alkhazov, P. Alvarez, Cartelle, A.A. Alves Jr, S. Amato, S. Amerio, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini,, G. Andreassi, M. Andreotti, J.E. Andrews, R.B. Appleby, F. Archilli, P., d'Argent, J. Arnau Romeu, A. Artamonov, M. Artuso, E. Aslanides, G. Auriemma,, M. Baalouch, I. Babuschkin, S. Bachmann, J.J. Back, A. Badalov, C. Baesso, S., Baker, V. Balagura, W. Baldini, A. Baranov, R.J. Barlow, C. Barschel, S., Barsuk, W. Barter, F. Baryshnikov, M. Baszczyk, V. Batozskaya, V. Battista,, A. Bay, L. Beaucourt, J. Beddow, F. Bedeschi, I. Bediaga, A. Beiter, L.J., Bel, V. Bellee, N. Belloli, K. Belous, I. Belyaev, E. Ben-Haim, G., Bencivenni, S. Benson, S. Beranek, A. Berezhnoy, R. Bernet, A. Bertolin, C., Betancourt, F. Betti, M.-O. Bettler, M. van Beuzekom, Ia. Bezshyiko, S., Bifani, P. Billoir, A. Birnkraut, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc,, J. Blouw, S. Blusk, V. Bocci, T. Boettcher, A. Bondar, N. Bondar, W., Bonivento, I. Bordyuzhin, A. Borgheresi, S. Borghi, M. Borisyak, M. Borsato,, F. Bossu, M. Boubdir, T.J.V. Bowcock, E. Bowen, C. Bozzi, S. Braun, T., Britton, J. Brodzicka, E. Buchanan, C. Burr, A. Bursche, J. Buytaert, S., Cadeddu, R. Calabrese, M. Calvi, M. Calvo Gomez, A. Camboni, P. Campana, D.H., Campora Perez, L. Capriotti, A. Carbone, G. Carboni, R. Cardinale, A., Cardini, P. Carniti, L. Carson, K. Carvalho Akiba, G. Casse, L. Cassina, L., Castillo Garcia, M. Cattaneo, G. Cavallero, R. Cenci, D. Chamont, M. Charles,, Ph. Charpentier, G. Chatzikonstantinidis, M. Chefdeville, S. Chen, S.F., Cheung, V. Chobanova, M. Chrzaszcz, A. Chubykin, X. Cid Vidal, G. Ciezarek,, P.E.L. Clarke, M. Clemencic, H.V. Cliff, J. Closier, V. Coco, J. Cogan, E., Cogneras, V. Cogoni, L. Cojocariu, P. Collins, A. Comerma-Montells, A. Contu,, A. Cook, G. Coombs, S. Coquereau, G. Corti, M. Corvo, C.M. Costa Sobral, B., Couturier, G.A. Cowan, D.C. Craik, A. Crocombe, M. Cruz Torres, R. Currie, C., D'Ambrosio, F. Da Cunha Marinho, E. Dall'Occo, J. Dalseno, A. Davis, K. De, Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, J.M. De Miranda, L. De Paula, M. De Serio, P., De Simone, C.T. Dean, D. Decamp, M. Deckenhoff, L. Del Buono, H.-P., Dembinski, M. Demmer, A. Dendek, D. Derkach, O. Deschamps, F. Dettori, B., Dey, A. Di Canto, P. Di Nezza, H. Dijkstra, F. Dordei, M. Dorigo, A. Dosil, Su\'arez, A. Dovbnya, K. Dreimanis, L. Dufour, G. Dujany, K. Dungs, P., Durante, R. Dzhelyadin, M. Dziewiecki, A. Dziurda, A. Dzyuba, N. D\'el\'eage,, S. Easo, M. Ebert, U. Egede, V. Egorychev, S. Eidelman, S. Eisenhardt, U., Eitschberger, R. Ekelhof, L. Eklund, S. Ely, S. Esen, H.M. Evans, T. Evans,, A. Falabella, N. Farley, S. Farry, R. Fay, D. Fazzini, D. Ferguson, G., Fernandez, A. Fernandez Prieto, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, M., Ferro-Luzzi, S. Filippov, R.A. Fini, M. Fiore, M. Fiorini, M. Firlej, C., Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, K. Fohl, M. Fontana, F. Fontanelli,, D.C. Forshaw, R. Forty, V. Franco Lima, M. Frank, C. Frei, J. Fu, W. Funk, E., Furfaro, C. F\"arber, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gallorini, S., Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, Y. Gao, L.M. Garcia Martin, J. Garc\'ia, Pardi\~nas, J. Garra Tico, L. Garrido, P.J. Garsed, D. Gascon, C. Gaspar, L., Gavardi, G. Gazzoni, D. Gerick, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, Ph., Ghez, S. Gian\`i, V. Gibson, O.G. Girard, L. Giubega, K. Gizdov, V.V., Gligorov, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, I.V. Gorelov, C. Gotti, E., Govorkova, R. Graciani Diaz, L.A. Granado Cardoso, E. Graug\'es, E., Graverini, G. Graziani, A. Grecu, R. Greim, P. Griffith, L. Grillo, B.R., Gruberg Cazon, O. Gr\"unberg, E. Gushchin, Yu. Guz, T. Gys, C. G\"obel, T., Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S.C. Haines, B. Hamilton,, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, S.T. Harnew, J. Harrison, M. Hatch,, J. He, T. Head, A. Heister, K. Hennessy, P. Henrard, L. Henry, E. van, Herwijnen, M. He{\ss}, A. Hicheur, D. Hill, C. Hombach, P.H. Hopchev, Z.-C., Huard, W. Hulsbergen, T. Humair, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, M. Idzik, P., Ilten, R. Jacobsson, J. Jalocha, E. Jans, A. Jawahery, F. Jiang, M. John, D., Johnson, C.R. Jones, C. Joram, B. Jost, N. Jurik, S. Kandybei, M. Karacson,, J.M. Kariuki, S. Karodia, M. Kecke, M. Kelsey, M. Kenzie, T. Ketel, E., Khairullin, B. Khanji, C. Khurewathanakul, T. Kirn, S. Klaver, K., Klimaszewski, T. Klimkovich, S. Koliiev, M. Kolpin, I. Komarov, R. Kopecna,, P. Koppenburg, A. Kosmyntseva, S. Kotriakhova, M. Kozeiha, L. Kravchuk, M., Kreps, P. Krokovny, F. Kruse, W. Krzemien, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V., Kudryavtsev, A.K. Kuonen, K. Kurek, T. Kvaratskheliya, D. Lacarrere, G., Lafferty, A. Lai, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, C. Lazzeroni, R., Le Gac, J. van Leerdam, A. Leflat, J. Lefran\c{c}ois, R. Lef\`evre, F., Lemaitre, E. Lemos Cid, O. Leroy, T. Lesiak, B. Leverington, T. Li, Y. Li, Z., Li, T. Likhomanenko, R. Lindner, F. Lionetto, X. Liu, D. Loh, I. Longstaff,, J.H. Lopes, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, H. Luo, A. Lupato, E. Luppi, O., Lupton, A. Lusiani, X. Lyu, F. Machefert, F. Maciuc, O. Maev, K. Maguire, S., Malde, A. Malinin, T. Maltsev, G. Manca, G. Mancinelli, P. Manning, J., Maratas, J.F. Marchand, U. Marconi, C. Marin Benito, M. Marinangeli, P., Marino, J. Marks, G. Martellotti, M. Martin, M. Martinelli, D. Martinez, Santos, F. Martinez Vidal, D. Martins Tostes, L.M. Massacrier, A., Massafferri, R. Matev, A. Mathad, Z. Mathe, C. Matteuzzi, A. Mauri, E., Maurice, B. Maurin, A. Mazurov, M. McCann, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows,, F. Meier, D. Melnychuk, M. Merk, A. Merli, E. Michielin, D.A. Milanes, M.-N., Minard, D.S. Mitzel, A. Mogini, J. Molina Rodriguez, I.A. Monroy, S. Monteil,, M. Morandin, M.J. Morello, O. Morgunova, J. Moron, A.B. Morris, R. Mountain,, F. Muheim, M. Mulder, M. Mussini, D. M\"uller, J. M\"uller, K. M\"uller, V., M\"uller, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, A. Nandi, I. Nasteva, M., Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, M. Neuner, T.D. Nguyen, C., Nguyen-Mau, S. Nieswand, R. Niet, N. Nikitin, T. Nikodem, A. Nogay, A., Novoselov, D.P. O'Hanlon, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, S. Ogilvy, R., Oldeman, C.J.G. Onderwater, A. Ossowska, J.M. Otalora Goicochea, P. Owen, A., Oyanguren, P.R. Pais, A. Palano, M. Palutan, A. Papanestis, M. Pappagallo,, L.L. Pappalardo, C. Pappenheimer, W. Parker, C. Parkes, G. Passaleva, A., Pastore, M. Patel, C. Patrignani, A. Pearce, A. Pellegrino, G. Penso, M. Pepe, Altarelli, S. Perazzini, P. Perret, L. Pescatore, K. Petridis, A. Petrolini,, A. Petrov, M. Petruzzo, E. Picatoste Olloqui, B. Pietrzyk, M. Pikies, D., Pinci, A. Pistone, A. Piucci, V. Placinta, S. Playfer, M. Plo Casasus, T., Poikela, F. Polci, M. Poli Lener, A. Poluektov, I. Polyakov, E. Polycarpo,, G.J. Pomery, S. Ponce, A. Popov, D. Popov, B. Popovici, S. Poslavskii, C., Potterat, E. Price, J. Prisciandaro, C. Prouve, V. Pugatch, A. Puig Navarro,, G. Punzi, W. Qian, R. Quagliani, B. Rachwal, J.H. Rademacker, M. Rama, M., Ramos Pernas, M.S. Rangel, I. Raniuk, F. Ratnikov, G. Raven, F. Redi, S., Reichert, A.C. dos Reis, C. Remon Alepuz, V. Renaudin, S. Ricciardi, S., Richards, M. Rihl, K. Rinnert, V. Rives Molina, P. Robbe, A.B. Rodrigues, E., Rodrigues, J.A. Rodriguez Lopez, P. Rodriguez Perez, A. Rogozhnikov, S., Roiser, A. Rollings, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, J.W. Ronayne, M., Rotondo, M.S. Rudolph, T. Ruf, P. Ruiz Valls, J.J. Saborido Silva, E., Sadykhov, N. Sagidova, B. Saitta, V. Salustino Guimaraes, D. Sanchez Gonzalo,, C. Sanchez Mayordomo, B. Sanmartin Sedes, R. Santacesaria, C. Santamarina, Rios, M. Santimaria, E. Santovetti, A. Sarti, C. Satriano, A. Satta, D.M., Saunders, D. Savrina, S. Schael, M. Schellenberg, M. Schiller, H. Schindler,, M. Schlupp, M. Schmelling, T. Schmelzer, B. Schmidt, O. Schneider, A., Schopper, H.F. Schreiner, K. Schubert, M. Schubiger, M.-H. Schune, R., Schwemmer, B. Sciascia, A. Sciubba, A. Semennikov, A. Sergi, N. Serra, J., Serrano, L. Sestini, P. Seyfert, M. Shapkin, I. Shapoval, Y. Shcheglov, T., Shears, L. Shekhtman, V. Shevchenko, B.G. Siddi, R. Silva Coutinho, L. Silva, de Oliveira, G. Simi, S. Simone, M. Sirendi, N. Skidmore, T. Skwarnicki, E., Smith, I.T. Smith, J. Smith, M. Smith, l. Soares Lavra, M.D. Sokoloff, F.J.P., Soler, B. Souza De Paula, B. Spaan, P. Spradlin, S. Sridharan, F. Stagni, M., Stahl, S. Stahl, P. Stefko, S. Stefkova, O. Steinkamp, S. Stemmle, O., Stenyakin, H. Stevens, S. Stoica, S. Stone, B. Storaci, S. Stracka, M.E., Stramaglia, M. Straticiuc, U. Straumann, L. Sun, W. Sutcliffe, K. Swientek,, V. Syropoulos, M. Szczekowski, T. Szumlak, S. T'Jampens, A. Tayduganov, T., Tekampe, G. Tellarini, F. Teubert, E. Thomas, J. van Tilburg, M.J. Tilley, V., Tisserand, M. Tobin, S. Tolk, L. Tomassetti, D. Tonelli, S. Topp-Joergensen,, F. Toriello, R. Tourinho Jadallah Aoude, E. Tournefier, S. Tourneur, K., Trabelsi, M. Traill, M.T. Tran, M. Tresch, A. Trisovic, A. Tsaregorodtsev, P., Tsopelas, A. Tully, N. Tuning, A. Ukleja, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, C. Vacca,, V. Vagnoni, A. Valassi, S. Valat, G. Valenti, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez, Regueiro, S. Vecchi, M. van Veghel, J.J. Velthuis, M. Veltri, G. Veneziano,, A. Venkateswaran, T.A. Verlage, M. Vernet, M. Vesterinen, J.V. Viana Barbosa,, B. Viaud, D. Vieira, M. Vieites Diaz, H. Viemann, X. Vilasis-Cardona, M., Vitti, V. Volkov, A. Vollhardt, B. Voneki, A. Vorobyev, V. Vorobyev, C., Vo{\ss}, J.A. de Vries, C. V\'azquez Sierra, R. Waldi, C. Wallace, R., Wallace, J. Walsh, J. Wang, D.R. Ward, H.M. Wark, N.K. Watson, D. Websdale,, A. Weiden, M. Whitehead, J. Wicht, G. Wilkinson, M. Wilkinson, M. Williams,, M.P. Williams, M. Williams, T. Williams, F.F. Wilson, J. Wimberley, M.A., Winn, J. Wishahi, W. Wislicki, M. Witek, G. Wormser, S.A. Wotton, K. Wraight,, K. Wyllie, Y. Xie, Z. Xu, Z. Yang, Z. Yang, Y. Yao, H. Yin, J. Yu, X. Yuan,, O. Yushchenko, K.A. Zarebski, M. Zavertyaev, L. Zhang, Y. Zhang, A. Zhelezov,, Y. Zheng, X. Zhu, V. Zhukov, S. Zucchelli

arXiv: 1706.00758 · 2017-10-19

## TL;DR

This paper reports a new, more stringent upper limit on the rare decay $K^0_S 	o \mu^+\mu^-$, using LHCb data, significantly improving previous constraints and supporting the background-only hypothesis.

## Contribution

The study provides the most restrictive upper limit to date on the branching fraction of $K^0_S 	o \mu^+\mu^-$ decay, based on 3 fb$^{-1}$ of LHCb data at 7 and 8 TeV.

## Key findings

- No significant signal observed, consistent with background.
- Upper limit on branching fraction set at $< 0.8 	imes 10^{-9}$ (90\\%).
- Improved the previous limit by an order of magnitude.

## Abstract

A search for the decay $K^0_{\scriptscriptstyle S}\to\mu^+\mu^-$ is performed, based on a data sample of proton-proton collisions corresponding to an integrated luminosity of 3 fb$^{-1}$, collected by the LHCb experiment at centre-of-mass energies of 7 and 8 TeV. The observed yield is consistent with the background-only hypothesis, yielding a limit on the branching fraction of ${\cal B}(K^0_{\scriptscriptstyle S}\to\mu^+\mu^-) < 0.8~(1.0) \times 10^{-9}$ at $90\%~(95\%)$ confidence level. This result improves the previous upper limit on the branching fraction by an order of magnitude.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1706.00758/full.md

## Figures

7 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1706.00758/full.md

## References

25 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1706.00758/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1706.00758