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Title: Search for displaced vertices of oppositely charged leptons from decays of long-lived particles in pp collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · Physics Letters. B
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A search for long-lived particles decaying into an oppositely charged lepton pair, μμ, ee, or eμ, is presented using 32.8 fb-1 of pp collision data collected at s√=13 TeV by the ATLAS detector at the LHC. Candidate leptons are required to form a vertex, within the inner tracking volume of ATLAS, displaced from the primary pp interaction region. No lepton pairs with an invariant mass greater than 12 GeV are observed, consistent with the background expectations derived from data. The detection efficiencies for generic resonances with lifetimes (cτ) of 100-1000 mm decaying into a dilepton pair with masses between 0.1-1.0 TeV are presented as a function of pT and decay radius of the resonances to allow the extraction of upper limits on the cross sections for theoretical models. The result is also interpreted in a supersymmetric model in which the lightest neutralino, produced via squark-antisquark production, decays into ℓ+ℓ -ν (ℓ,ℓ =e, μ) with a finite lifetime due to the presence of R-parity violating couplings. Cross-section limits are presented for specific squark and neutralino masses. For a 700 GeV squark, neutralinos with masses of 50-500 GeV and mean proper lifetimes corresponding to cτ values between 1 mm to 6 m are excluded. For a 1.6 TeV squark, cτ values between 3 mm to 1 m are excluded for 1.3 TeV neutralinos.

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Harvard Univ., Cambridge, MA (United States); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Univ. of Oregon, Eugene, OR (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
The ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; SC0007881; AC02-76SF00515; SC0020244
OSTI ID:
1577011
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1582637; OSTI ID: 1633970; OSTI ID: 1706117; OSTI ID: 1763051
Journal Information:
Physics Letters. B, Journal Name: Physics Letters. B Vol. 801 Journal Issue: C; ISSN 0370-2693
Publisher:
ElsevierCopyright Statement
Country of Publication:
Netherlands
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 10 works
Citation information provided by
Web of Science

References (30)

Supergauge invariant Yang-Mills theories journal September 1974
Super-symmetry and non-Abelian gauges journal August 1974
Soft gluon resummation for the production of gluino-gluino and squark-antisquark pairs at the LHC journal November 2009
Is the neutrino a goldstone particle? journal September 1973
A phenomenological model of particle physics based on supersymmetry journal April 1982
A brief introduction to PYTHIA 8.1 journal June 2008
Supergauge invariant extension of quantum electrodynamics journal August 1974
Supergauge transformations in four dimensions journal February 1974
New parton distributions for collider physics journal October 2010
PDF4LHC recommendations for LHC Run II journal January 2016
Measurement of the photon identification efficiencies with the ATLAS detector using LHC Run 2 data collected in 2015 and 2016 journal March 2019
Parton distributions for the LHC journal July 2009
Performance of the ATLAS trigger system in 2015 journal May 2017
R-Parity-violating supersymmetry journal November 2005
Parton distributions with LHC data journal February 2013
Threshold Resummation for Squark-Antisquark and Gluino-Pair Production at the LHC journal March 2009
An Introduction to Explicit R-Parity Violation book April 2010
Muon reconstruction performance of the ATLAS detector in proton–proton collision data at $$\sqrt{s}$$ s =13 TeV journal May 2016
HistFitter software framework for statistical data analysis journal April 2015
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
The ATLAS Simulation Infrastructure journal September 2010
The new LUCID-2 detector for luminosity measurement and monitoring in ATLAS journal July 2018
Geant4—a simulation toolkit
  • Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 506, Issue 3 https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
journal July 2003
Presentation of search results: the CL s technique journal September 2002
Phenomenology of the minimal B L extension of the standard model: Z and neutrinos journal September 2009
Supersymmetric extension of the SU(3)×SU(2)×U(1) model journal June 1982
Low-energy supersymmetry journal November 1982
Two U(1)'s and ϵ charge shifts journal January 1986
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Squark and gluino production at hadron colliders journal May 1997