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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for long-lived, massive particles in events with displaced vertices and multiple jets in pp collisions at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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  1. Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) (France); Aix-Marseille Univ., Marseille (France); ATLAS Collaboration. et al.

A search for long-lived particles decaying into hadrons is presented. The analysis uses 139 fb–1 of $pp$ collision data collected at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV by the ATLAS detector at the LHC using events that contain multiple energetic jets and a displaced vertex. The search employs dedicated reconstruction techniques that significantly increase the sensitivity to longlived particles decaying in the ATLAS inner detector. Background estimates for Standard Model processes and instrumental effects are extracted from data. The observed event yields are compatible with those expected from background processes. The results are used to set limits at 95% confidence level on model-independent cross sections for processes beyond the Standard Model, and on scenarios with pair-production of supersymmetric particles with long-lived electroweakinos that decay via a small $$R$$-parity-violating coupling. The pair-production of electroweakinos with masses below 1.5 TeV is excluded for mean proper lifetimes in the range from 0.03 ns to 1 ns. When produced in the decay of $$m$$($$\tilde{g}$$) = 2.4 TeV gluinos, electroweakinos with $$m$$($$\tilde{χ}_{1}^{0}$$) = 1.5 TeV are excluded with lifetimes in the range of 0.02 ns to 4 ns.

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP); National Science Foundation (NSF)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231
OSTI ID:
2282097
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

References (47)

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Search for long-lived, massive particles in events with displaced vertices and multiple jets in $pp$ collisions at $\sqrt{s} = 13$ TeV with the ATLAS detector collection January 2023
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Production of Charginos, Neutralinos, and Sleptons at Hadron Colliders journal November 1999
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
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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
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FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
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Threshold Resummation for Squark-Antisquark and Gluino-Pair Production at the LHC journal March 2009
Matching tree-level matrix elements with interleaved showers journal March 2012
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
pyhf: pure-Python implementation of HistFactory statistical models journal February 2021
Precision predictions for electroweak superpartner production at hadron colliders with Resummino journal July 2013
NNLL resummation for squark-antisquark pair production at the LHC journal January 2012
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Bounds on ΔB = 1 couplings in the supersymmetric standard model journal March 1995
Collider searches for long-lived particles beyond the Standard Model journal May 2019
Supersymmetric unification without low energy supersymmetry and signatures for fine-tuning at the LHC journal June 2005
Soft-gluon resummation for squark and gluino hadroproduction journal December 2009
Squark and gluino production at hadron colliders journal May 1997
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