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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for long-lived, weakly interacting particles that decay to displaced hadronic jets in proton-proton collisions at s = 8 TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
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A search for the decay of neutral, weakly interacting, long-lived particles using data collected by the ATLAS detector at the LHC is presented. This analysis uses the full data set recorded in 2012: 20.3 fb-1 of proton-proton collision data at s=8 TeV. The search employs techniques for reconstructing decay vertices of long-lived particles decaying to jets in the inner tracking detector and muon spectrometer. Signal events require at least two reconstructed vertices. No significant excess of events over the expected background is found, and limits as a function of proper lifetime are reported for the decay of the Higgs boson and other scalar bosons to long-lived particles and for Hidden Valley Z' and Stealth SUSY benchmark models. The first search results for displaced decays in Z' and Stealth SUSY models are presented. The upper bounds of the excluded proper lifetimes are the most stringent to date.

Research Organization:
Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States); Argonne National Laboratory (ANL), Argonne, IL (United States); Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
SC00112704; AC02-06CH11357; AC02-76CH03000; AC02-05CH11231
OSTI ID:
1195702
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1214106; OSTI ID: 1215654; OSTI ID: 1407374
Report Number(s):
BNL-108372-2015-JA; 012010
Journal Information:
Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, Journal Name: Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology Vol. 92 Journal Issue: 1; ISSN 1550-7998: PRVDAQ
Publisher:
American Physical SocietyCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 72 works
Citation information provided by
Web of Science

References (38)

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MadGraph 5: going beyond journal June 2011
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Search for pair-produced long-lived neutral particles decaying to jets in the ATLAS hadronic calorimeter in pp collisions at s = 8   TeV journal April 2015
A brief introduction to PYTHIA 8.1 journal June 2008
Search for H γ γ produced in association with top quarks and constraints on the Yukawa coupling between the top quark and the Higgs boson using data taken at 7 TeV and 8 TeV with the ATLAS detector journal January 2015
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Search for a Light Higgs Boson Decaying to Long-Lived Weakly Interacting Particles in Proton-Proton Collisions at s = 7 TeV with the ATLAS Detector journal June 2012
Search for long-lived neutral particles decaying to quark-antiquark pairs in proton-proton collisions at s = 8 TeV journal January 2015
Parton distributions for the LHC journal July 2009
A study of the material in the ATLAS inner detector using secondary hadronic interactions journal January 2012
Echoes of a hidden valley at hadron colliders journal August 2007
R-Parity-violating supersymmetry journal November 2005
Jet energy measurement and its systematic uncertainty in proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=7$$ s = 7  TeV with the ATLAS detector journal January 2015
Search for long-lived particles decaying to jet pairs journal April 2015
Search for Resonant Pair Production of Neutral Long-Lived Particles Decaying to b b ¯ in p p ¯ Collisions at s = 1.96 TeV journal August 2009
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Experimental Signatures of Low Energy Gauge-Mediated Supersymmetry Breaking journal May 1996
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Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal February 2011
Performance of missing transverse momentum reconstruction in proton-proton collisions at $\sqrt{s} = 7~\mbox{TeV}$ with ATLAS journal January 2012
Transverse-momentum resummation: Higgs boson production at the Tevatron and the LHC journal November 2011
The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider journal August 2008
A stealth supersymmetry sampler journal July 2012
Precise determination of the mass of the Higgs boson and tests of compatibility of its couplings with the standard model predictions using proton collisions at 7 and 8 $$\,\text {TeV}$$ TeV journal May 2015

Figures / Tables (21)