Search for neutron decay into an antineutrino and a neutral kaon in 0.401 megaton-years exposure of Super-Kamiokande

Yamauchi, K.; Abe, K.; Abe, S.; Asaoka, Y.; Harada, M.; Hayato, Y.; Hiraide, K.; Hosokawa, K.; Ieki, K.; Ikeda, M.; Kameda, J.; Kanemura, Y.; Kataoka, Y.; Miki, S.; Mine, S.; Miura, M.; Moriyama, S.; Nakahata, M.; Nakayama, S.; Noguchi, Y.; Pronost, G.; Sato, K.; Sekiya, H.; Shimizu, K.; Shinoda, R.; Shiozawa, M.; Suzuki, Y.; Takeda, A.; Takemoto, Y.; Tanaka, H.; Yano, T.; Itow, Y.; Kajita, T.; Nishijima, R.; Okumura, K.; Tashiro, T.; Tomiya, T.; Wang, X.; Fernandez, P.; Labarga, L.; Samudio, D.; Zaldivar, B.; Pointon, B.  w.; Yanagisawa, C.; Kearns, E.; Mirabito, J.; Wan, L.; Wester, T.; Bian, J.; Cortez, B.; Griskevich, N.  j.; Jiang, Y.; Smy, M.  b.; Sobel, H.  w.; Takhistov, V.; Yankelevich, A.; Hill, J.; Jang, M.  c.; Lee, S.  h.; Moon, D.  h.; Park, R.  g.; Yang, B.  s.; Bodur, B.; Scholberg, K.; Walter, C.  w.; Beauchêne, A.; Drapier, O.; Ershova, A.; Mueller, Th.  a.; Santos, A.  d.; Paganini, P.; Quach, C.; Rogly, R.; Nakamura, T.; Jang, J.  s.; Litchfield, R.  p.; Machado, L.  n.; Soler, F.  j.  p.; Learned, J.  g.; Choi, K.; Iovine, N.; Tiwari, D.; Cao, S.; Anthony, L.  h.  v.; Martin, D.; Prouse, N.  w.; Scott, M.; Uchida, Y.; Berardi, V.; Calabria, N.  f.; Catanesi, M.  g.; Ospina, N.; Radicioni, E.; Langella, A.; De Rosa, G.; Collazuol, G.; Feltre, M.; Mattiazzi, M.; Ludovici, L.; Gonin, M.; Périssé, L.; Quilain, B.; Horiuchi, S.; Kawabata, A.; Kobayashi, M.; Liu, Y.  m.; Maekawa, Y.; Nishimura, Y.; Okazaki, R.; Akutsu, R.; Friend, M.; Hasegawa, T.; Hino, Y.; Ishida, T.; Kobayashi, T.; Jakkapu, M.; Matsubara, T.; Nakadaira, T.; Nakamura, K.; Oyama, Y.; Portocarrero Yrey, A.; Sakashita, K.; Sekiguchi, T.; Tsukamoto, T.; Bhuiyan, N.; Burton, G.  t.; Di Lodovico, F.; Gao, J.; Katori, T.; Kralik, R.; Migenda, J.; Ramsden, R.  m.; Zsoldos, S.; Ito, H.; Sone, T.; Suzuki, A.  t.; Takagi, Y.; Takeuchi, Y.; Wada, S.; Zhong, H.; Feng, J.; Feng, L.; Han, S.; Hikida, J.; J.  r., Hu; Hu, Z.; Kawaue, M.; Kikawa, T.; Nakaya, T.; Ngoc, T.  v.; Wendell, R.  a.; Yasutome, K.; Jenkins, S.  j.; Mccauley, N.; Tarrant, A.; Fanì, M.; Wilking, M.  j.; Xie, Z.; Fukuda, Y.; Menjo, H.; Yoshioka, Y.; Lagoda, J.; Mandal, M.; Zalipska, J.; Mori, M.; Jia, M.; Jiang, J.; Shi, W.; Hamaguchi, K.; Ishino, H.; Koshio, Y.; Nakanishi, F.; Sakai, S.; Tada, T.; Tano, T.; Ishizuka, T.; Barr, G.; Barrow, D.; Cook, L.; Samani, S.; Wark, D.; Holin, A.; Nova, F.; Jung, S.; Yang, J.  y.; Yoo, J.; Fannon, J.  e.  p.; Kneale, L.; Malek, M.; Mcelwee, J.  m.; Peacock, T.; Stowell, P.; Thiesse, M.  d.; Thompson, L.  f.; Wilson, S.  t.; Okazawa, H.; Lakshmi, S.  m.; Kwon, E.; Lee, M.  w.; Seo, J.  w.; Yu, I.; Ichikawa, A.  k.; Nakamura, K.  d.; Tairafune, S.; Eguchi, A.; Goto, S.; Kodama, S.; Mizuno, Y.; Muro, T.; Nakagiri, K.; Nakajima, Y.; Taniuchi, N.; Watanabe, E.; Yokoyama, M.; De Perio, P.; Fujita, S.; Jesús-Valls, C.; Martens, K.; Marti, Ll.; Tsui, K.  m.; Vagins, M.  r.; Xia, J.; Izumiyama, S.; Kuze, M.; Matsumoto, R.; Terada, K.; Asaka, R.; Ishitsuka, M.; Shinoki, M.; Sugo, M.; Wako, M.; Yoshida, T.; Nakano, Y.; Cormier, F.; Gaur, R.; Gousy-Leblanc, V.; Hartz, M.; Konaka, A.; Li, X.; Smithers, B.  r.; Chen, S.; Wu, Y.; B.  d., Xu; Zhang, A.  q.; Zhang, B.; Girgus, M.; Govindaraj, P.; Posiadala-Zezula, M.; Prabhu, Y.  s.; Boyd, S.  b.; Edwards, R.; Hadley, D.; Nicholson, M.; O'Flaherty, M.; Richards, B.; Ali, A.; Jamieson, B.; Amanai, S.; Bronner, C.; Horiguchi, D.; Minamino, A.; Sasaki, Y.; Shibayama, R.; Shimamura, R.; Null, Null

doi:10.1103/thqt-8fp1

We searched for bound neutron decay via n → nu_bar + K0 predicted by the grand unified theories in 0.401 Mton · years exposure of all pure water phases in the Super-Kamiokande detector. About 4.4 times more data than in the previous search have been analyzed by a new method including a spectrum fit to kaon invariant mass distributions. No significant data excess has been observed in the signal regions. As a result of this analysis, we set a lower limit of 7.8 × 10^32 years on the neutron lifetime at a 90% confidence level.

Search for neutron decay into an antineutrino and a neutral kaon in 0.401 megaton-years exposure of Super-Kamiokande / Yamauchi, K., Abe, K., Abe, S., Asaoka, Y., Harada, M., Hayato, Y., Hiraide, K., Hosokawa, K., Ieki, K., Ikeda, M., Kameda, J., Kanemura, Y., Kataoka, Y., Miki, S., Mine, S., Miura, M., Moriyama, S., Nakahata, M., Nakayama, S., Noguchi, Y., et al.. - In: PHYSICAL REVIEW D. - ISSN 2470-0010. - ELETTRONICO. - 112:9(2025). [10.1103/thqt-8fp1]