Observation of the $$ {K}^{+}\to {\pi}^{+}\nu \overline{\nu} $$ decay and measurement of its branching ratio
Authors:   The NA62 collaboration, Cortina Gil E. , Jerhot J. , Lurkin N. , Numao T. , Velghe B. , Wong V. W. S. , Bryman D. , Hives Z. , Husek T. , Kampf K. , Kolesar M. , Koval M. , De Martino B. , Perrin-Terrin M. , Petit L. , Döbrich B. , Lezki S. , Schubert J. , Akmete A. T. , Aliberti R. , Ceoletta M. , Di Lella L. , Doble N. , Peruzzo L. , Polivka C. , Schuchmann S. , Wahl H. , Wanke R. , Dalpiaz P. , Negrello R. , Neri I. , Petrucci F. , Soldani M. , Bandiera L. , Canale N. , Cotta Ramusino A. , Gianoli A. , Romagnoni M. , Sytov A. , Lenti M. , Lo Chiatto P. , Panichi I. , Ruggiero G. , Bizzeti A. , Bucci F. , Antonelli A. , Kozhuharov V. , Lanfranchi G. , Martellotti S. , Moulson M. , Spadaro T. , Tinti G. , Ambrosino F. , D’Errico M. , Fiorenza R. , Francesconi M. , Giordano R. , Massarotti P. , Mirra M. , Napolitano M. , Rosa I. , Saracino G. , Anzivino G. , Cenci P. , Duk V. , Lollini R. , Lubrano P. , Pepe M. , Piccini M. , Costantini F. , Giorgi M. , Giudici S. , Lamanna G. , Lari E. , Pedreschi E. , Pinzino J. , Sozzi M. , Fantechi R. , Spinella F. , Mannelli I. , Raggi M. , Biagioni A. , Cretaro P. , Frezza O. , Lonardo A. , Turisini M. , Vicini P. , Ammendola R. , Bonaiuto V. , Fucci A. , Salamon A. , Sargeni F. , Arcidiacono R. , Bloch-Devaux B. , Menichetti E. , Migliore E. , Biino C. , Filippi A. , Marchetto F. , Soldi D. , Mukhamejanov Y. , Mukhamejanova A. , Saduyev N. , Sakhiyev S. , Briano Olvera A. , Engelfried J. , Estrada-Tristan N. , Piandani R. , Reyes Santos M. A. , Rodriguez Rivera K. A. , Boboc P. , Bragadireanu A. M. , Ghinescu S. A. , Hutanu O. E. , Blazek T. , Cerny V. , Velas T. , Volpe R. , Bernhard J. , Bician L. , Boretto M. , Brizioli F. , Ceccucci A. , Corvino M. , Danielsson H. , Duval F. , Federici L. , Gamberini E. , Guida R. , Holzer E. B. , Jenninger B. , Kucerova Z. , Lehmann Miotto G. , Lichard P. , Massri K. , Minucci E. , Noy M. , Ryjov V. , Swallow J. , Zamkovsky M. , Chang X. , Kleimenova A. , Marchevski R. , Fry J. R. , Gonnella F. , Goudzovski E. , Henshaw J. , Kenworthy C. , Lazzeroni C. , Parkinson C. , Romano A. , Sam C. , Sanders J. , Sergi A. , Shaikhiev A. , Tomczak A. , Heath H. , Britton D. , Norton A. , Protopopescu D. , Dainton J. B. , Gatignon L. , Jones R. W. L. , Cooper P. , Coward D. , Rubin P. , Baeva A. , Baigarashev D. , Bautin V. , Emelyanov D. , Enik T. , Falaleev V. , Kekelidze V. , Kereibay D. , Korotkova A. , Litov L. , Madigozhin D. , Misheva M. , Molokanova N. , Polenkevich I. , Potrebenikov Yu. , Salamatin K. , Shkarovskiy S. , Fedotov S. , Gorshanov K. , Gushchin E. , Kholodenko S. , Khotyantsev A. , Kudenko Y. , Kurochka V. , Kurshetsov V. , Mefodev A. , Obraztsov V. , Okhotnikov A. , Sadovskiy A. , Sugonyaev V. , Yushchenko O. 
Published: February 2025

Abstract

A measurement of the

$$ {K}^{+}\to {\pi}^{+}\nu \overline{\nu} $$

K
+

→

π
+

ν

ν
¯

decay by the NA62 experiment at the CERN SPS is presented, using data collected in 2021 and 2022. This dataset was recorded, after modifications to the beamline and detectors, at a higher instantaneous beam intensity with respect to the 2016–2018 data taking. Combining NA62 data collected in 2016–2022, a measurement of

$$ \mathcal{B}\left({K}^{+}\to {\pi}^{+}\nu \overline{\nu}\right)=\left({13.0}_{-3.0}^{+3.3}\right)\times {10}^{-11} $$

B

K
+

→

π
+

ν

ν
¯

=

13.0

−
3.0

+
3.3

×

10

−
11

is reported. With 51 signal candidates observed and an expected background of

$$ {18}_{-2}^{+3} $$

18

−
2

+
3

events,

$$ \mathcal{B}\left({K}^{+}\to {\pi}^{+}\nu \overline{\nu}\right) $$

B

K
+

→

π
+

ν

ν
¯

becomes the smallest branching ratio measured with a signal significance above 5σ.