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Title: Search for physics beyond the standard model in events with jets and two same-sign or at least three charged leptons in proton-proton collisions at $$\sqrt{s}=13\,{\text {TeV}} $$
Abstract A data sample of events from proton-proton collisions with at least two jets, and two isolated same-sign or three or more charged leptons, is studied in a search for signatures of new physics phenomena. The data correspond to an integrated luminosity of $$137{\,{\text {fb}}^{-1}} $$ 137 fb - 1 at a center-of-mass energy of $$13\,{\text {TeV}} $$ 13 TeV , collected in 2016–2018 by the CMS experiment at the LHC. The search is performed using a total of 168 signal regions defined using several kinematic variables. The properties of the events are found to be consistent with the expectations from standard model processes. Exclusion limits at 95% confidence level are set on cross sections for the pair production of gluinos or squarks for various decay scenarios in the context of supersymmetric models conserving or violating R parity. The observed lower mass limits are as large as $$2.1\,{\text {TeV}} $$ 2.1 TeV for gluinos and $$0.9\,{\text {TeV}} $$ 0.9 TeV for top and bottom squarks. To facilitate reinterpretations, model-independent limits are provided in a set of simplified signal regions.  more » « less
Award ID(s):
1912740
NSF-PAR ID:
10331523
Author(s) / Creator(s):
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Date Published:
Journal Name:
The European Physical Journal C
Volume:
80
Issue:
8
ISSN:
1434-6044
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
More Like this
  1. A<sc>bstract</sc>

    A search for new physics in final states consisting of at least one photon, multiple jets, and large missing transverse momentum is presented, using proton-proton collision events at a center-of-mass energy of 13 TeV. The data correspond to an integrated luminosity of 137 fb1, recorded by the CMS experiment at the CERN LHC from 2016 to 2018. The events are divided into mutually exclusive bins characterized by the missing transverse momentum, the number of jets, the number of b-tagged jets, and jets consistent with the presence of hadronically decaying W, Z, or Higgs bosons. The observed data are found to be consistent with the prediction from standard model processes. The results are interpreted in the context of simplified models of pair production of supersymmetric particles via strong and electroweak interactions. Depending on the details of the signal models, gluinos and squarks of masses up to 2.35 and 1.43 TeV, respectively, and electroweakinos of masses up to 1.23 TeV are excluded at 95% confidence level.

     
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  2. Abstract A combination of searches for top squark pair production using proton–proton collision data at a center-of-mass energy of 13 $$\,\text {Te}\text {V}$$ Te at the CERN LHC, corresponding to an integrated luminosity of 137 $$\,\text {fb}^{-1}$$ fb - 1 collected by the CMS experiment, is presented. Signatures with at least 2 jets and large missing transverse momentum are categorized into events with 0, 1, or 2 leptons. New results for regions of parameter space where the kinematical properties of top squark pair production and top quark pair production are very similar are presented. Depending on the model, the combined result excludes a top squark mass up to 1325 $$\,\text {Ge}\text {V}$$ Ge for a massless neutralino, and a neutralino mass up to 700 $$\,\text {Ge}\text {V}$$ Ge for a top squark mass of 1150 $$\,\text {Ge}\text {V}$$ Ge . Top squarks with masses from 145 to 295 $$\,\text {Ge}\text {V}$$ Ge , for neutralino masses from 0 to 100 $$\,\text {Ge}\text {V}$$ Ge , with a mass difference between the top squark and the neutralino in a window of 30 $$\,\text {Ge}\text {V}$$ Ge around the mass of the top quark, are excluded for the first time with CMS data. The results of theses searches are also interpreted in an alternative signal model of dark matter production via a spin-0 mediator in association with a top quark pair. Upper limits are set on the cross section for mediator particle masses of up to 420 $$\,\text {Ge}\text {V}$$ Ge . 
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  3. Abstract

    A search for supersymmetry involving the pair production of gluinos decaying via off-shell third-generation squarks into the lightest neutralino$$(\tilde{\chi }^0_1)$$(χ~10)is reported. It exploits LHC proton–proton collision data at a centre-of-mass energy$$\sqrt{s} = 13$$s=13TeV with an integrated luminosity of 139 fb$$^{-1}$$-1collected with the ATLAS detector from 2015 to 2018. The search uses events containing large missing transverse momentum, up to one electron or muon, and several energetic jets, at least three of which must be identified as containingb-hadrons. Both a simple kinematic event selection and an event selection based upon a deep neural-network are used. No significant excess above the predicted background is found. In simplified models involving the pair production of gluinos that decay via off-shell top (bottom) squarks, gluino masses less than 2.44 TeV (2.35 TeV) are excluded at 95% CL for a massless$$\tilde{\chi }^0_1.$$χ~10.Limits are also set on the gluino mass in models with variable branching ratios for gluino decays to$$b\bar{b}\tilde{\chi }^0_1,$$bb¯χ~10,$$t\bar{t}\tilde{\chi }^0_1$$tt¯χ~10and$$t\bar{b}\tilde{\chi }^-_1/\bar{t}b\tilde{\chi }^+_1.$$tb¯χ~1-/t¯bχ~1+.

     
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  4. A<sc>bstract</sc>

    A search for pair production of squarks or gluinos decaying via sleptons or weak bosons is reported. The search targets a final state with exactly two leptons with same-sign electric charge or at least three leptons without any charge requirement. The analysed data set corresponds to an integrated luminosity of 139 fb1of proton-proton collisions collected at a centre-of-mass energy of 13 TeV with the ATLAS detector at the LHC. Multiple signal regions are defined, targeting several SUSY simplified models yielding the desired final states. A single control region is used to constrain the normalisation of theWZ+ jets background. No significant excess of events over the Standard Model expectation is observed. The results are interpreted in the context of several supersymmetric models featuring R-parity conservation or R-parity violation, yielding exclusion limits surpassing those from previous searches. In models considering gluino (squark) pair production, gluino (squark) masses up to 2.2 (1.7) TeV are excluded at 95% confidence level.

     
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  5. Abstract

    A search is reported for pairs of light Higgs bosons ($${\textrm{H}} _1$$H1) produced in supersymmetric cascade decays in final states with small missing transverse momentum. A data set of LHC$$\hbox {pp}$$ppcollisions collected with the CMS detector at$$\sqrt{s}=13\,\text {TeV} $$s=13TeVand corresponding to an integrated luminosity of 138$$\,\text {fb}^{-1}$$fb-1is used. The search targets events where both$${\textrm{H}} _1$$H1bosons decay into Equation missing<#comment/>pairs that are reconstructed as large-radius jets using substructure techniques. No evidence is found for an excess of events beyond the background expectations of the standard model (SM). Results from the search are interpreted in the next-to-minimal supersymmetric extension of the SM, where a “singlino” of small mass leads to squark and gluino cascade decays that can predominantly end in a highly Lorentz-boosted singlet-like$${\textrm{H}} _1$$H1and a singlino-like neutralino of small transverse momentum. Upper limits are set on the product of the squark or gluino pair production cross section and the square of the Equation missing<#comment/>branching fraction of the$${\textrm{H}} _1$$H1in a benchmark model containing almost mass-degenerate gluinos and light-flavour squarks. Under the assumption of an SM-like Equation missing<#comment/>branching fraction,$${\textrm{H}} _1$$H1bosons with masses in the range 40–120$$\,\text {GeV}$$GeVarising from the decays of squarks or gluinos with a mass of 1200–2500$$\,\text {GeV}$$GeVare excluded at 95% confidence level.

     
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