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Title: 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
Abstract A search for long-lived charginos produced either directly or in the cascade decay of heavy prompt gluino states is presented. The search is based on proton–proton collision data collected at a centre-of-mass energy of $$\sqrt{s}$$ s  = 13 T $$\text {eV}$$ eV between 2015 and 2018 with the ATLAS detector at the LHC, corresponding to an integrated luminosity of 136 fb $$^{-1}$$ - 1 . Long-lived charginos are characterised by a distinct signature of a short and then disappearing track, and are reconstructed using at least four measurements in the ATLAS pixel detector, with no subsequent measurements in the silicon-microstrip tracking volume nor any associated energy deposits in the calorimeter. The final state is complemented by a large missing transverse-momentum requirement for triggering purposes and at least one high-transverse-momentum jet. No excess above the expected backgrounds is observed. Exclusion limits are set at 95% confidence level on the masses of the chargino and gluino for different chargino lifetimes. Chargino masses up to 660 (210) G $$\text {eV}$$ eV are excluded in scenarios where the chargino is a pure wino (higgsino). For charginos produced during the cascade decay of a heavy gluino, gluinos with masses below 2.1 T $$\text {eV}$$ eV are excluded for a chargino mass of 300 G $$\text {eV}$$ eV and a lifetime of 0.2 ns.  more » « less
Award ID(s):
2111244
PAR ID:
10407581
Author(s) / Creator(s):
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Date Published:
Journal Name:
The European Physical Journal C
Volume:
82
Issue:
7
ISSN:
1434-6052
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. null (Ed.)
    Abstract The results of a search for gluino and squark pair production with the pairs decaying via the lightest charginos into a final state consisting of two W bosons, the lightest neutralinos ( $$\tilde{\chi }^0_1$$ χ ~ 1 0 ), and quarks, are presented: the signal is characterised by the presence of a single charged lepton ( $$e^{\pm }$$ e ± or $$\mu ^{\pm }$$ μ ± ) from a W boson decay, jets, and missing transverse momentum. The analysis is performed using 139 fb $$^{-1}$$ - 1 of proton–proton collision data taken at a centre-of-mass energy $$\sqrt{s}=13$$ s = 13   delivered by the Large Hadron Collider and recorded by the ATLAS experiment. No statistically significant excess of events above the Standard Model expectation is found. Limits are set on the direct production of squarks and gluinos in simplified models. Masses of gluino (squark) up to 2.2  (1.4 ) are excluded at 95% confidence level for a light $$\tilde{\chi }^0_1$$ χ ~ 1 0 . 
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    Abstract A search for the pair production of heavy leptons as predicted by the type-III seesaw mechanism is presented. The search uses proton–proton collision data at a centre-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to $$ 139\,{\text {fb}}^{-1} $$ 139 fb - 1 of integrated luminosity recorded by the ATLAS detector during Run 2 of the Large Hadron Collider. The analysis focuses on the final state with two light leptons (electrons or muons) of different flavour and charge combinations, with at least two jets and large missing transverse momentum. No significant excess over the Standard Model expectation is observed. The results are translated into exclusion limits on heavy-lepton masses, and the observed lower limit on the mass of the type-III seesaw heavy leptons is 790 GeV at 95% confidence level. 
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    A bstract The results of a search for new phenomena in final states with b -jets and missing transverse momentum using 139 fb − 1 of proton-proton data collected at a centre-of-mass energy $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV by the ATLAS detector at the LHC are reported. The analysis targets final states produced by the decay of a pair-produced supersymmetric bottom squark into a bottom quark and a stable neutralino. The analysis also seeks evidence for models of pair production of dark matter particles produced through the decay of a generic scalar or pseudoscalar mediator state in association with a pair of bottom quarks, and models of pair production of scalar third-generation down-type leptoquarks. No significant excess of events over the Standard Model background expectation is observed in any of the signal regions considered by the analysis. Bottom squark masses below 1270 GeV are excluded at 95% confidence level if the neutralino is massless. In the case of nearly mass-degenerate bottom squarks and neutralinos, the use of dedicated secondary-vertex identification techniques permits the exclusion of bottom squarks with masses up to 660 GeV for mass splittings between the squark and the neutralino of 10 GeV. These limits extend substantially beyond the regions of parameter space excluded by similar ATLAS searches performed previously. 
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