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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
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 fb−1, 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 search for low-mass dilepton resonances in Higgs boson decays is conducted in the four-lepton final state. The decay is assumed to proceed via a pair of beyond the standard model particles, or one such particle and a $${\mathrm{Z}}$$ Z boson. The search uses proton–proton collision data collected with the CMS detector at the CERN LHC, corresponding to an integrated luminosity of 137 $$\,\text {fb}^{-1}$$ fb - 1 , at a center-of-mass energy $$\sqrt{s} = 13\,\text {TeV} $$ s = 13 TeV . No significant deviation from the standard model expectation is observed. Upper limits at 95% confidence level are set on model-independent Higgs boson decay branching fractions. Additionally, limits on dark photon and axion-like particle production, based on two specific models, are reported. 
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  3. 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 fb−1of 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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  4. null (Ed.)
    A bstract A search for the supersymmetric partners of quarks and gluons (squarks and gluinos) in final states containing jets and missing transverse momentum, but no electrons or muons, is presented. The data used in this search were recorded by the ATLAS experiment in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV during Run 2 of the Large Hadron Collider, corresponding to an integrated luminosity of 139 fb − 1 . The results are interpreted in the context of various R -parity-conserving models where squarks and gluinos are produced in pairs or in association and a neutralino is the lightest supersymmetric particle. An exclusion limit at the 95% confidence level on the mass of the gluino is set at 2.30 TeV for a simplified model containing only a gluino and the lightest neutralino, assuming the latter is massless. For a simplified model involving the strong production of mass-degenerate first- and second-generation squarks, squark masses below 1.85 TeV are excluded if the lightest neutralino is massless. These limits extend substantially beyond the region of supersymmetric parameter space excluded previously by similar searches with the ATLAS detector. 
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  5. 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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