Search for heavy Majorana neutrino in lepton number violating decays of D→Kπe+e+

Using the data sample of an integrated luminosity of 2.93 fb$^{-1}$ taken at the center-of-mass energy of 3.773 GeV, we search for the Majorana neutrino in the lepton number violating decays $D\to K \pi e^+ e^+$. No significant signal is observed, and the upper limits on the branching fraction at the 90\% confidence level are set to be $\mathcal{B}\,(D^0 \to K^- \pi^- e^+ e^+)<2.7\times10^{-6}$, $\mathcal{B}\,(D^+ \to K_S^0 \pi^- e^+ e^+)<3.3\times10^{-6}$ and $\mathcal{B}\,(D^+ \to K^- \pi^0 e^+ e^+)<8.5\times10^{-6}$. The Majorana neutrino is searched for with different mass assumptions ranging from 0.25 to 1.0 GeV/$c^2$ in the decays $D^0\to K^- e^+ \nu_N(\pi^- e^+)$ and $D^+\to K_S^0 e^+ \nu_N(\pi^- e^+)$, and the upper limits on the branching fraction at the 90\% confidence level are extracted to be at the level of $10^{-7} \sim 10^{-6}$, depending on the mass of Majorana neutrino. The constraints on the mixing matrix element $|V_{eN}|^2$ are also evaluated.

Li-Yu Daisy Liu | Y. Mo | Z. Huang | G. Zhao | X. Liu | J. Lange | M. Luo | Q. Ouyang | Y. Bai | N. Berger | I. Boyko | O. Cakir | S. Cetin | X. Chen | S. Jin | Z. Meng | H. Peng | K. Peters | X. Sun | H. Yang | J. Zhang | Z. Zhang | Z. Zhao | A. Zhemchugov | J. Zhu | Y. Zhu | H. Lu | X. Jiang | B. Wang | L. Dong | J. Li | S. Olsen | Y. Yuan | Z. Zhang | H. Zhang | S. Fang | X. Zhou | X. Wang | Y. Zhu | C. Zhang | J. Fang | Y. Fang | J. Liu | X. Zhang | H. Chen | Y. Ban | G. Chen | Y. Ma | Y. Xie | Y. Zheng | K. Li | Y. Liang | Ling Zhao | Y. Xie | H. Li | Z. Wu | L. Wang | H. Dai | M. Chen | G. Chelkov | R. Poling | M. Albrecht | J. Dai | T. Hu | C. Yuan | Q. An | A. Calcaterra | S. Du | M. Shao | P. Patteri | Y. Hu | J. Yu | G. Huang | J. Zhao | P. Kiese | S. Maldaner | K. Wang | Y. Pan | F. Harris | Y. Heng | X. Ji | W. Gong | Xiaoyu Zhou | C. Rosner | M. Destefanis | M. Maggiora | J. Pellegrino | W. Shan | Y. Gao | Y. Wang | Y. Xia | D. Wang | Dan Wang | Y. Zeng | Y. Lu | C. Qiao | J. Sun | L. Zhou | J. Zhang | J. Bennett | R. Briere | W. Gradl | A. Guo | Y. Jin | T. Luo | S. Marcello | C. Shen | X. Wang | X. Xu | W. Yan | J. Yin | X. Zhou | H. Ma | X. Ma | Y. Sun | J. Dong | Lei Li | H. Yang | P. Li | Y. Zhang | Y. Yang | J. Zhang | Ke Li | Z. You | G. Li | Y. Liu | Z. Li | J. Liu | Y. Sun | G. Tang | Y. Xiao | Z. Zhang | H. Zhang | F. Li | X. Zhu | N. Kalantar-Nayestanaki | Z. Sun | M. Wang | G. Liao | Z. Q. Yang | D. Zhang | F. Heinsius | Z. Wang | Q. Liu | Y. Liang | C. Feng | Xu Zhou | R. Mitchell | H. Cai | X. Lyu | Y. Gao | H. Liu | S. Sun | W. Wang | Z. Wang | Y. Zhang | X. Shen | M. Bertani | K. He | Y. Mao | M. Greco | X. Shi | L. Xu | G. Xu | B. Zhang | Z. Sun | L. Ma | J. Ping | Z. Qin | F. An | L. Xia | B. Wang | Q. Li | D. Dedovich | K. Begzsuren | J. Libby | L. Sun | A. Yuncu | A. Rivetti | D. Xiao | C. Li | W. Li | F. Liu | P. Wang | P. Weidenkaff | M. Achasov | S. Ahmed | M. Alekseev | A. Amoroso | J. Bai | O. Bakina | R. Ferroli | D. Bennett | D. Bettoni | F. Bianchi | E. Boger | X. Cai | G. Cao | J. Chai | J. Chang | J. Chen | P. Chen | S. Chen | Y. Chen | X. Chu | G. Cibinetto | F. Cossio | A. Dbeyssi | Z. Deng | A. Denig | I. Denysenko | F. Mori | Y. Ding | C. Dong | M. Dong | Z. Dou | P. Duan | R. Farinelli | L. Fava | S. Fegan | F. Feldbauer | G. Felici | E. Fioravanti | M. Fritsch | C. Fu | Q. Gao | X. Gao | Z. Gao | B. Garillon | I. Garzia | A. Gilman | K. Goetzen | L. Gong | M. Gu | Y. Gu | R. Guo | A. Guskov | Z. Haddadi | S. Han | X. Hao | T. Held | Z. Hou | H. Hu | J. Hu | J. Huang | T. Hussain | W. Andersson | M. Irshad | Q. Ji | X. Ji | X. Jiang | J. Jiao | Z. Jiao | D. Jin | T. Johansson | A. Julin | X. Kang | M. Kavatsyuk | B. Ke | T. Khan | A. Khoukaz | R. Kliemt | L. Koch | O. B. Kolcu | B. Kopf | M. Kornicer | M. Kuemmel | M. Kuessner | A. Kupść | M. Kurth | P. Larin | L. Lavezzi | H. Leithoff | Cheng Li | D. Li | H. Li | J. Li | Jin Li | K. Li | P. Li | X. Li | X. Li | X. Li | H. Liang | L. Liao | C. Lin | D. Lin | B. Liu | C. Liu | D. Liu | Feng Liu | H. Liu | H. Liu | Huanhuan Liu | Huihui Liu | S. Liu | Z. Liu | Zhiqing Liu | Y. Long | X. Lou | J. Lu | C. Luo | S. Lusso | F. Ma | M. Ma | Q. Ma | T. Ma | X. Ma | F. Maas | Q. A. Malik | A. Mangoni | Z. Mao | J. Messchendorp | G. Mezzadri | J. Min | X. Mo | C. Morales | N. Muchnoi | H. Muramatsu | A. Mustafa | Y. Nefedov | F. Nerling | I. Nikolaev | Z. Ning | S. Nisar | S. Niu | X. Niu | S. Pacetti | M. Papenbrock | M. Pelizaeus | Z. Peng | J. Pettersson | R. Ping | A. Pitka | V. Prasad | H. Qi | M. Qi | T. Qi | S. Qian | N. Qin | X. Qin | J. Qiu | K. H. Rashid | C. Redmer | M. Richter | M. Ripka | M. Rolo | G. Rong | A. Sarantsev | K. Schoenning | X. Shan | P. Shen | H. Sheng | J. Song | W. Song | X. Song | S. Sosio | C. Sowa | S. Spataro | G. Sun | Y. Sun | Y. Tan | C. Tang | X. Tang | I. Tapan | M. Tiemens | B. Tsednee | I. Uman | L. Wang | Meng Wang | Z. Wang | Zongyuan Wang | T. Weber | D. Wei | S. Wen | U. Wiedner | M. Wolke | L. Wu | L. Wu | Z. Xiao | X. Xiong | Q. L. Xiu | J. Xu | F. Yan | L. Yan | W. Yan | Y. Yan | L. Yang | Y. Yang | Yifan Yang | M. Ye | B. Yu | C. Yu | A. Zafar | J. Zhang | J. Zhang | K. Zhang | L. Zhang | T. Zhang | Yao Zhang | Yu Zhang | J. Zhao | J. Zhao | Lei Zhao | M. Zhao | Q. Zhao | S. Zhao | T. Zhao | Y. Zhao | B. Zheng | J. Zheng | B. Zhong | J. Zou | B. C. M. Ablikim | W. Cheng | I. Keshk | R. Kiuchi | W. Kuhn | S. Qu | M. Savri'e | R. Yang | Q. Zhou | X. Zhou | A. Zhu | K. Zhu | S. Zhu | Z. Zhu | J. Zhuang | B. Zou | X. Huang | Q. Xu | X. Huang | B. Zhang | Q. Xu | X. He | F. Liu | W. Li | Y. Guo | Yi. Zhang | X. Luo | D. Liu | M. Zhao | Y. Yuan | H. Hu | X. He | X. Gao | Y. Xie | Y. Liang | Y. Liang | Y. Xie | X. Song | B. Zhang | B. Zhang | Z. Sun | Q. Zhao | J. Zheng | F. Li | Lei Zhao | K. Li | Y. Jin | B. Zhang | K. Zhang | S. Han | H. Hu | S. Sun | P. Li | X. Song | Z. Sun | F. Liu | Z. Sun | X. He | Lei Zhao | J. Hu | B. Zhang | X. Luo | Z. Wu | Z. Huang | Y. Jin | Kenneth K. Li | Feng. Liu | J. Lu | Y. Yuan | Y. Ding | H. Lu | Y. Xie | S. Zhao | X. Tang | K. Li | X. Gao | F. Li | J. Zou | S. Fang | G. Rong | R. Guo | Y. Wang | Y. Gao | T. Hu | H. Li | X. Liu | J. Lange | Z. Zhao | D. Liu | Y. Zhu | C. Liu | L. Xia | Y. Yang | Ling Zhao | Z. Hou | Z. Qin | Y. Yang | Y. Ban | Q. Ouyang | Kang Li | K. He | J. Bennett | Q. Ma