Skip to main content
U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Search for Nearly Mass-Degenerate Higgsinos Using Low-Momentum Mildly Displaced Tracks in p p Collisions at s = 13 TeV with the ATLAS Detector

Journal Article · · Physical Review Letters
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; more »; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; « less

Higgsinos with masses near the electroweak scale can solve the hierarchy problem and provide a dark matter candidate, while detecting them at the LHC remains challenging if their mass splitting is O ( 1 GeV ) . This Letter presents a novel search for nearly mass-degenerate Higgsinos in events with an energetic jet, missing transverse momentum, and a low-momentum track with a significant transverse impact parameter using 140 fb 1 of proton-proton collision data at s = 13 TeV collected by the ATLAS experiment. For the first time since LEP, a range of mass splittings between the lightest charged and neutral Higgsinos from 0.3 to 0.9 GeV is excluded at 95% confidence level, with a maximum reach of approximately 170 GeV in the Higgsino mass.

© 2024 CERN, for the ATLAS Collaboration 2024 CERN
Sponsoring Organization:
USDOE
OSTI ID:
2368874
Journal Information:
Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Journal Issue: 22 Vol. 132; ISSN 0031-9007; ISSN PRLTAO
Publisher:
American Physical SocietyCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (67)

Higgsino dark matter in high-scale supersymmetry journal January 2015
Matching tree-level matrix elements with interleaved showers journal March 2012
Parton distributions for the LHC run II journal April 2015
Search for electroweak production of charginos and neutralinos in proton-proton collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV journal April 2022
A general framework for implementing NLO calculations in shower Monte Carlo programs: the POWHEG BOX journal June 2010
Search for long-lived charginos based on a disappearing-track signature in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector journal June 2018
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
Search for disappearing tracks as a signature of new long-lived particles in proton-proton collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV journal August 2018
Performance of the missing transverse momentum triggers for the ATLAS detector during Run-2 data taking journal August 2020
Gaugino production in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 8 TeV journal October 2012
Search for new particles in events with energetic jets and large missing transverse momentum in proton-proton collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV journal November 2021
Is the neutrino a goldstone particle? journal September 1973
Super-symmetry and non-Abelian gauges journal August 1974
Supersymmetry and weak, electromagnetic and strong interactions journal September 1976
Spontaneously broken supersymmetric theories of weak, electromagnetic and strong interactions journal January 1977
Phenomenology of the production, decay, and detection of new hadronic states associated with supersymmetry journal July 1978
One-loop analysis of the electroweak breaking in supersymmetric models and the fine-tuning problem journal July 1993
Supergauge invariant extension of quantum electrodynamics journal August 1974
Supergauge transformations in four dimensions journal February 1974
Supergauge invariant Yang-Mills theories journal September 1974
Upper bounds on supersymmetric particle masses journal August 1988
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
Evaluation of three methods for calculating statistical significance when incorporating a systematic uncertainty into a test of the background-only hypothesis for a Poisson process
  • Cousins, Robert D.; Linnemann, James T.; Tucker, Jordan
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 595, Issue 2 https://doi.org/10.1016/j.nima.2008.07.086
journal October 2008
Cosmology and astrophysics of minimal dark matter journal December 2007
Threshold resummation for gaugino pair production at hadron colliders journal January 2011
Search for disappearing tracks in proton-proton collisions at s = 13 TeV journal July 2020
Presentation of search results: the CL s technique journal September 2002
PDF4LHC recommendations for LHC Run II journal January 2016
A New Method for Combining NLO QCD with Shower Monte Carlo Algorithms journal November 2004
A positive-weight next-to-leading-order Monte Carlo for heavy flavour hadroproduction journal September 2007
Matching NLO QCD computations with parton shower simulations: the POWHEG method journal November 2007
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Single-top hadroproduction in association with a W boson journal July 2008
The new LUCID-2 detector for luminosity measurement and monitoring in ATLAS journal July 2018
Electron and photon energy calibration with the ATLAS detector using 2015–2016 LHC proton-proton collision data journal March 2019
Electron and photon performance measurements with the ATLAS detector using the 2015–2017 LHC proton-proton collision data journal December 2019
The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider journal August 2008
Characterisation and mitigation of beam-induced backgrounds observed in the ATLAS detector during the 2011 proton-proton run journal July 2013
Searches for electroweak production of supersymmetric particles with compressed mass spectra in s = 13     TeV p p collisions with the ATLAS detector journal March 2020
Search for new phenomena in events with an energetic jet and missing transverse momentum in p p collisions at s = 13     TeV with the ATLAS detector journal June 2021
Search for charginos and neutralinos in final states with two boosted hadronically decaying bosons and missing transverse momentum in pp collisions at s=13  TeV with the ATLAS detector journal December 2021
K s 0 and Λ production in p p interactions at s = 0.9 and 7 TeV measured with the ATLAS detector at the LHC journal January 2012
Neutralino-chargino pair production at NLO + NLL with resummation-improved parton density functions for LHC Run II journal September 2018
Erratum: Production of Charginos, Neutralinos, and Sleptons at Hadron Colliders [Phys. Rev. Lett. 83, 3780 (1999)] journal January 2008
Cornering Higgsinos Using Soft Displaced Tracks journal March 2020
Phenomenology of Massive Vectorlike Doublet Leptons journal July 1998
Production of Charginos, Neutralinos, and Sleptons at Hadron Colliders journal November 1999
The ATLAS Simulation Infrastructure journal September 2010
Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal February 2011
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
Precision predictions for electroweak superpartner production at hadron colliders with Resummino journal July 2013
Erratum to: Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal July 2013
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
Performance of pile-up mitigation techniques for jets in $$pp$$ p p collisions at $$\sqrt{s}=8$$ s = 8  TeV using the ATLAS detector journal October 2016
Jet reconstruction and performance using particle flow with the ATLAS Detector journal July 2017
Performance of missing transverse momentum reconstruction with the ATLAS detector using proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=13~\hbox {TeV}$$ s = 13 TeV journal November 2018
Electron reconstruction and identification in the ATLAS experiment using the 2015 and 2016 LHC proton–proton collision data at $$\sqrt{s} = 13$$ s = 13   $$\text {TeV}$$ TeV journal August 2019
Performance of electron and photon triggers in ATLAS during LHC Run 2 journal January 2020
Muon reconstruction and identification efficiency in ATLAS using the full Run 2 pp collision data set at $$\sqrt{s}=13$$ TeV journal July 2021
Jet energy scale and resolution measured in proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=13$$ TeV with the ATLAS detector journal August 2021
Search for chargino–neutralino pair production in final states with three leptons and missing transverse momentum in $$\sqrt{s} = 13$$ TeV pp collisions with the ATLAS detector journal December 2021
Search for long-lived charginos based on a disappearing-track signature using 136 fb$$^{-1}$$ of pp collisions at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV with the ATLAS detector journal July 2022
Performance of the reconstruction of large impact parameter tracks in the inner detector of ATLAS journal November 2023
Extension of the algebra of Poincare group generators and violation of P-invariance book June 1989
Neutralino–Nucleon Interaction in the Split susy Scenario of the dark Matter journal December 2009
The Discreet Charm of Higgsino Dark Matter: A Pocket Review journal July 2018
Event generation with Sherpa 2.2 journal January 2019

Similar Records

Search for pair production of higgsinos in events with two Higgs bosons and missing transverse momentum in s = 13 TeV p p collisions at the ATLAS experiment
Journal Article · Tue Jun 11 00:00:00 EDT 2024 · Physical Review. D. · OSTI ID:2371908

Search for New Resonances Decaying to Pairs of Merged Diphotons in Proton-Proton Collisions at s = 13 TeV
Journal Article · Wed Jan 29 19:00:00 EST 2025 · Physical Review Letters · OSTI ID:2507480

Combination of Searches for Resonant Higgs Boson Pair Production Using p p Collisions at s = 13 TeV with the ATLAS Detector
Journal Article · Thu Jun 06 00:00:00 EDT 2024 · Physical Review Letters · OSTI ID:2371050

Related Subjects