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Title: Search for long-lived particles with displaced vertices in multijet events in proton-proton collisions at s = 13 TeV

Journal Article · · Physical Review D
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Results are reported from a search for long-lived particles in proton-proton collisions at √s=13 TeV delivered by the CERN LHC and collected by the CMS experiment. The data sample, which was recorded during 2015 and 2016, corresponds to an integrated luminosity of 38.5 fb-1. This search uses benchmark signal models in which long-lived particles are pair-produced and each decays into two or more quarks, leading to a signal with multiple jets and two displaced vertices composed of many tracks. No events with two well-separated high-track-multiplicity vertices are observed. Upper limits are placed on models of R-parity violating supersymmetry in which the long-lived particles are neutralinos or gluinos decaying solely into multijet final states or top squarks decaying solely into dijet final states. For neutralino, gluino, or top squark masses between 800 and 2600 GeV and mean proper decay lengths between 1 and 40 mm, the analysis excludes cross sections above 0.3 fb at 95% confidence level. Gluino and top squark masses are excluded below 2200 and 1400 GeV, respectively, for mean proper decay lengths between 0.6 and 80 mm. A method is provided for extending the results to other models with pair-produced long-lived particles.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
1475058
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-18-534-CMS; arXiv:1808.03078; CMS-EXO-17-018; CERN-EP-2018-203; PRVDAQ; 1685992
Journal Information:
Physical Review D, Vol. 98, Issue 9; ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical Society (APS)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 16 works
Citation information provided by
Web of Science

References (67)

Search for R -parity violating supersymmetry with displaced vertices in proton-proton collisions at s = 8 TeV journal January 2017
Probing baryogenesis with displaced vertices at the LHC journal February 2015
Search for Higgs-like bosons decaying into long-lived exotic particles journal December 2016
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Review of Particle Physics journal October 2016
Parton distributions with QED corrections journal December 2013
Minimal flavor violation supersymmetry: A natural theory for R -parity violation journal May 2012
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
Squark and gluino production cross sections in $$pp$$ p p collisions at $$\sqrt{s} = 13, 14, 33$$ s = 13 , 14 , 33 and $$100$$ 100 TeV journal December 2014
Search for long-lived neutral particles decaying to quark-antiquark pairs in proton-proton collisions at s = 8 TeV journal January 2015
Echoes of a hidden valley at hadron colliders journal August 2007
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
R-Parity-violating supersymmetry journal November 2005
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
Parton distributions for the LHC run II journal April 2015
Phenomenology of a long-lived LSP with R-parity violation journal August 2015
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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 July 2015
Comparative study of various algorithms for the merging of parton showers and matrix elements in hadronic collisions journal December 2007
Application of Kalman filtering to track and vertex fitting journal December 1987
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
Signatures of long-lived gluinos in split supersymmetry journal September 2004
Updated search for long-lived particles decaying to jet pairs journal November 2017
Search for massive long-lived particles decaying semileptonically in the LHCb detector journal April 2017
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
Description and performance of track and primary-vertex reconstruction with the CMS tracker journal October 2014
The CMS trigger system journal January 2017
Jet energy scale and resolution in the CMS experiment in pp collisions at 8 TeV journal February 2017
The CMS experiment at the CERN LHC journal August 2008
Merging meets matching in MC@NLO journal December 2012
Extended maximum likelihood journal December 1990
Search for new long-lived particles at s = 13  TeV journal May 2018
Particle-flow reconstruction and global event description with the CMS detector journal October 2017
Event generator tunes obtained from underlying event and multiparton scattering measurements journal March 2016
Updated search for long-lived particles decaying to jet pairs text January 2017
Search for long-lived neutral particles decaying to quark-antiquark pairs in proton-proton collisions at √s = 8 TeV text January 2015
Search for Higgs-like bosons decaying into long-lived exotic particles text January 2016
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Particle-flow reconstruction and global event description with the CMS detector text January 2017
Search for R-parity violating supersymmetry with displaced vertices in proton-proton collisions at √s = 8 TeV text January 2017
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations text January 2014
Review of Particle Physics text January 2008
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Merging meets matching in MC@NLO text January 2012
Event generator tunes obtained from underlying event and multiparton scattering measurements text January 2016
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Search for Long-Lived Neutral Particles Decaying to Quark-Antiquark Pairs in Proton-Proton Collisions at √s = 8 TeV text January 2015
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Review of Particle Physics text January 2018
Description and performance of track and primary-vertex reconstruction with the CMS tracker akahashi text January 2014
Search for Higgs-like bosons decaying into long-lived exotic particles text January 2016
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Jet energy scale and resolution in the CMS experiment in pp collisions at 8 TeV text January 2017
Review of Particle Physics text January 2012
Particle-flow reconstruction and global event description with the CMS detector text January 2017
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The CMS trigger system text January 2017
Description and performance of track and primary-vertex reconstruction with the CMS tracker text January 2014
The anti-k_t jet clustering algorithm text January 2008
Merging meets matching in MC@NLO text January 2012
Search for long-lived particles that decay into final states containing two electrons or two muons in proton-proton collisions at sqrt(s) = 8 TeV text January 2014
The CMS trigger system text January 2016
R-parity violating supersymmetry text January 2004
Signatures of long-lived gluinos in split supersymmetry text January 2004
Particle-flow reconstruction and global event description with the CMS detector text January 2017

Cited By (3)