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This content will become publicly available on April 1, 2026

Title: Search for Fractionally Charged Particles in Proton-Proton Collisions at s=13  TeV
A search is presented for fractionally charged particles with charges below 1 e , using their small energy loss in the tracking detector as a key variable to observe a signal. The analyzed dataset corresponds to an integrated luminosity of 138 fb 1 of proton-proton collisions collected at s = 13 TeV in 2016–2018 at the CERN LHC. This is the first search at the LHC for new particles with a charge between e / 3 and 0.9 e , including an extension of previous results at a charge of 2 e / 3 . Masses up to 640 GeV and charges as low as e / 3 are excluded at 95% confidence level. These are the most stringent limits to date for the considered Drell-Yan-like production mode.  more » « less
Award ID(s):
2121686
PAR ID:
10636129
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
American Physical Society
Date Published:
Journal Name:
Physical Review Letters
Volume:
134
Issue:
13
ISSN:
0031-9007
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. A measurement of the W Z γ triboson production cross section is presented. The analysis is based on a data sample of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of s = 13 TeV recorded with the CMS detector at the LHC, corresponding to an integrated luminosity of 138 fb 1 . The analysis focuses on the final state with three charged leptons, ± ν + , where = e or μ , accompanied by an additional photon. The observed (expected) significance of the W Z γ signal is 5.4 (3.8) standard deviations. The cross section is measured in a fiducial region, where events with an ℓ originating from a tau lepton decay are excluded, to be 5.48 ± 1.11 fb , which is compatible with the prediction of 3.69 ± 0.24 fb at next-to-leading order in quantum chromodynamics. Exclusion limits are set on anomalous quartic gauge couplings and on the production cross sections of massive axionlike particles. 
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  5. A search for long-lived particles (LLPs) decaying in the CMS muon detectors is presented. A data sample of proton-proton collisions at s = 13 TeV corresponding to an integrated luminosity of 138 fb 1 , recorded at the LHC in 2016–2018, is used. The decays of LLPs are reconstructed as high multiplicity clusters of hits in the muon detectors. In the context of twin Higgs models, the search is sensitive to LLP masses from 0.4 to 55 GeV and a broad range of LLP decay modes, including decays to hadrons, τ leptons, electrons, or photons. No excess of events above the standard model background is observed. The most stringent limits to date from LHC data are set on the branching fraction of the Higgs boson decay to a pair of LLPs with masses below 10 GeV. This search also provides the best limits for various intervals of LLP proper decay length and mass. Finally, this search sets the first limits at the LHC on a dark quantum chromodynamic sector whose particles couple to the Higgs boson through gluon, Higgs boson, photon, vector, and dark-photon portals, and is sensitive to branching fractions of the Higgs boson to dark quarks as low as 2 × 10 3 . © 2024 CERN, for the CMS Collaboration2024CERN 
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