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Title: Search for heavy, long-lived, charged particles with large ionisation energy loss in $pp$ collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV using the ATLAS experiment and the full Run 2 dataset

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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This paper presents a search for hypothetical massive, charged, long-lived particles with the ATLAS detector at the LHC using an integrated luminosity of 139 fb–1 of proton–proton collisions at √s =13 TeV. These particles are expected to move significantly slower than the speed of light and should be identifiable by their high transverse momenta and anomalously large specific ionisation losses, dE/dx. Trajectories reconstructed solely by the inner tracking system and a dE/dx measurement in the pixel detector layers provide sensitivity to particles with lifetimes down to O(1) ns with a mass, measured using the Bethe–Bloch relation, ranging from 100 GeV to 3 TeV. Interpretations for pair-production of R-hadrons, charginos and staus in scenarios of supersymmetry compatible with these particles being long-lived are presented, with mass limits extending considerably beyond those from previous searches in broad ranges of lifetime.

Research Organization:
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:
SC0017996
OSTI ID:
1988055
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2023, Issue 6; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

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