Published June 28, 2016 | Version v1
Publication Open

Search for metastable heavy charged particles with large ionization energy loss in<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:math>collisions at<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msqrt><mml:mi>s</mml:mi></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>13</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>TeV</mml:mi></mml:math>using the ATLAS experiment

Creators

  • 1. Mohamed I University
  • 2. University of Geneva
  • 3. Universidade Federal do Rio de Janeiro
  • 4. University of Amsterdam
  • 5. European Organization for Nuclear Research

Description

This paper presents a search for massive charged long-lived particles produced in pp collisions at s=13 TeV at the LHC using the ATLAS experiment. The data set used corresponds to an integrated luminosity of 3.2 fb−1. Many extensions of the Standard Model predict the existence of massive charged long-lived particles, such as R-hadrons. These massive particles are expected to be produced with a velocity significantly below the speed of light, and therefore to have a specific ionization higher than any Standard Model particle of unit charge at high momenta. The Pixel subsystem of the ATLAS detector is used to measure the ionization energy loss of reconstructed charged particles and to search for such highly ionizing particles. The search presented here has much greater sensitivity than a similar search performed using the ATLAS detector in the s=8 TeV data set, thanks to the increase in expected signal cross section due to the higher center-of-mass energy of collisions, to an upgraded detector with a new silicon layer close to the interaction point, and to analysis improvements. No significant deviation from Standard Model background expectations is observed, and lifetime-dependent upper limits on R-hadron production cross sections and masses are set. Gluino R-hadrons with lifetimes above 0.4 ns and decaying to qq¯ plus a 100 GeV neutralino are excluded at the 95% confidence level, with lower mass limit ranging between 740 and 1590 GeV. In the case of stable R-hadrons the lower mass limit at the 95% confidence level is 1570 GeV.Received 18 April 2016DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.93.112015This article is available under the terms of the Creative Commons Attribution 3.0 License. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article's title, journal citation, and DOI.© 2016 CERN, for the ATLAS CollaborationPhysics Subject Headings (PhySH)Research AreasSupersymmetric modelsPhysical SystemsSuperpartnersParticles & Fields

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تقدم هذه الورقة بحثًا عن جسيمات ضخمة مشحونة طويلة العمر تنتج في تصادمات بروبلين عند s=13 تيف في مصادم الهادرونات الكبير باستخدام تجربة أطلس. تتوافق مجموعة البيانات المستخدمة مع لمعان متكامل قدره 3.2 fb−1. تتنبأ العديد من امتدادات النموذج القياسي بوجود جسيمات ضخمة مشحونة طويلة العمر، مثل R - hadrons. من المتوقع أن يتم إنتاج هذه الجسيمات الضخمة بسرعة أقل بكثير من سرعة الضوء، وبالتالي يكون لها تأين محدد أعلى من أي جسيم نموذج قياسي لشحنة الوحدة في العزم العالي. يستخدم النظام الفرعي Pixel لكاشف ATLAS لقياس فقدان طاقة التأين للجسيمات المشحونة المعاد بناؤها والبحث عن هذه الجسيمات شديدة التأين. يتميز البحث المقدم هنا بحساسية أكبر بكثير من البحث المماثل الذي يتم إجراؤه باستخدام كاشف أطلس في مجموعة بيانات s=8 TeV، وذلك بفضل الزيادة في المقطع العرضي للإشارة المتوقعة بسبب طاقة مركز الكتلة الأعلى للتصادمات، إلى كاشف تمت ترقيته مع طبقة سيليكون جديدة قريبة من نقطة التفاعل، وإلى تحسينات التحليل. لم يلاحظ أي انحراف كبير عن توقعات خلفية النموذج القياسي، وتم تعيين حدود عليا تعتمد على العمر على المقاطع والكتل العرضية لإنتاج R - Hadron. يتم استبعاد Gluino R - hadrons التي يزيد عمرها عن 0.4 ns وتتحلل إلى qq 'بالإضافة إلى 100 GeV neutralino عند مستوى الثقة 95 ٪، مع حد كتلة أقل يتراوح بين 740 و 1590 GeV. في حالة الأعاصير المستقرة، يكون الحد الأدنى للكتلة عند مستوى الثقة 95 ٪ هو 1570 GeV.Received 18 April 2016DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.93.112015 هذه المقالة متاحة بموجب شروط رخصة المشاع الإبداعي 3.0. يجب أن يحافظ التوزيع الإضافي لهذا العمل على الإسناد إلى المؤلف(المؤلفين) وعنوان المقالة المنشورة واقتباس المجلة و DOI.© 2016 CERN, for the ATLAS CollaborationPhysics Subject Headings (PhySH)Research AreasSupersymmetric modelsPhysical SystemsSuperpartnersParticles & Fields

Translated Description (French)

Cet article présente une recherche de particules massives chargées à longue durée de vie produites dans des collisions pp à s=13 TeV au LHC en utilisant l'expérience ATLAS. L'ensemble de données utilisé correspond à une luminosité intégrée de 3,2 fb−1. De nombreuses extensions du modèle standard prédisent l'existence de particules massives chargées à longue durée de vie, telles que les R-hadrons. Ces particules massives devraient être produites avec une vitesse nettement inférieure à la vitesse de la lumière, et donc avoir une ionisation spécifique supérieure à toute particule du modèle standard de charge unitaire à des moments élevés. Le sous-système Pixel du détecteur ATLAS est utilisé pour mesurer la perte d'énergie d'ionisation des particules chargées reconstruites et pour rechercher de telles particules hautement ionisantes. La recherche présentée ici a une sensibilité beaucoup plus grande qu'une recherche similaire effectuée à l'aide du détecteur ATLAS dans l'ensemble de données s=8 TeV, grâce à l'augmentation de la section efficace du signal attendue en raison de l'énergie plus élevée du centre de masse des collisions, à un détecteur amélioré avec une nouvelle couche de silicium proche du point d'interaction et à des améliorations de l'analyse. Aucun écart significatif par rapport aux attentes de base du modèle standard n'est observé, et des limites supérieures dépendantes de la durée de vie sur les sections efficaces et les masses de production de R-hadron sont définies. Les Gluino R-hadrons dont la durée de vie est supérieure à 0,4 ns et qui se désintègrent en qq¯ plus un neutrino de 100 GeV sont exclus au niveau de confiance de 95 %, avec une limite de masse inférieure comprise entre 740 et 1590 GeV. Dans le cas de R-hadrons stables, la limite de masse inférieure au niveau de confiance de 95 % est de 1570 GeV.Reçu le 18 avril 2016DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevD.93.112015Cet article est disponible sous les termes de la licence Creative Commons Attribution 3.0. La distribution ultérieure de ce travail doit maintenir l'attribution à l'auteur ou aux auteurs et le titre de l'article publié, la citation de la revue et le DOI.© 2016 CERN, pour l'ATLAS CollaborationPhysics Subject Headings (PhySH)Research AreasModèles supersymétriquesSystèmes physiquesSuperpartenairesParticules et champs

Translated Description (Spanish)

Este artículo presenta una búsqueda de partículas cargadas masivas de larga vida producidas en colisiones pp a s=13 TeV en el LHC utilizando el experimento ATLAS. El conjunto de datos utilizado corresponde a una luminosidad integrada de 3.2 fb−1. Muchas extensiones del Modelo Estándar predicen la existencia de partículas masivas cargadas de larga vida, como los R-hadrones. Se espera que estas partículas masivas se produzcan con una velocidad significativamente inferior a la velocidad de la luz y, por lo tanto, tengan una ionización específica superior a cualquier partícula del Modelo Estándar de carga unitaria a altos momentos. El subsistema Pixel del detector ATLAS se utiliza para medir la pérdida de energía de ionización de las partículas cargadas reconstruidas y para buscar dichas partículas altamente ionizantes. La búsqueda presentada aquí tiene una sensibilidad mucho mayor que una búsqueda similar realizada utilizando el detector ATLAS en el conjunto de datos s=8 TeV, gracias al aumento en la sección transversal de la señal esperada debido a la mayor energía del centro de masa de las colisiones, a un detector actualizado con una nueva capa de silicio cerca del punto de interacción y a mejoras en el análisis. No se observa una desviación significativa de las expectativas de fondo del Modelo Estándar, y se establecen límites superiores dependientes de la vida útil en las secciones transversales y masas de producción de R-hadrones. Los Gluino R-hadrones con vidas útiles superiores a 0.4 ns y que decaen a qq¯ más un 100 GeV neutralino se excluyen al nivel de confianza del 95%, con un límite de masa inferior que oscila entre 740 y 1590 GeV. En el caso de los R-hadrones estables, el límite inferior de masa al nivel de confianza del 95% es de 1570 GeV. Recibido el 18 de abril de 2016DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.93.112015Este artículo está disponible bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution 3.0. La distribución adicional de este trabajo debe mantener la atribución al autor(es) y el título del artículo publicado, la cita de la revista y el DOI.© 2016 CERN, para ATLAS COLLABORATIONPHYSICS Subject Headings (PhySH)Research AreasModelos supersimétricosSistemas físicosSuperpartnersParticles & Fields

Files

PhysRevD.93.112015.pdf

Files (868.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:09a582ed9cde1a5143c8a8e0a5abf043
868.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
البحث عن جسيمات مشحونة ثقيلة غير مستقرة مع فقدان كبير لطاقة التأين في تصادمات<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mi> pp</mml:mi><mml:mi></mml:mi></mml:math> عند<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msqrt><mml:mi>s</mml:mi></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>13</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>TeV</mml:mi></mml:math>باستخدام تجربة ATLAS
Translated title (French)
Recherche de particules lourdes chargées métastables avec une grande perte d'énergie d'ionisation dans les collisions<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mi> p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:math> à<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msqrt><mml:mi>s</mml:mi></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>13</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>TeV</mml:mi></mml:math>en utilisant l'expérience ATLAS
Translated title (Spanish)
Búsqueda de partículas cargadas pesadas metaestables con gran pérdida de energía de ionización en<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:math>colisiones a<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:msqrt><mml:mi>s</mml:mi></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>13</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>TeV</mml:mi></mml:math>utilizando el experimento ATLAS

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2171640151
DOI
10.1103/physrevd.93.112015

Is supplement to
https://openalex.org/W3100605251 (Other)
https://openalex.org/W2140292887 (Other)
https://openalex.org/W2063285129 (Other)
https://openalex.org/W2038009908 (Other)
https://openalex.org/W2001148687 (Other)
https://openalex.org/W2000791222 (Other)
https://openalex.org/W1984532828 (Other)
https://openalex.org/W1984345331 (Other)
https://openalex.org/W1922727670 (Other)
https://openalex.org/W1755111525 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1969516808
  • https://openalex.org/W1973309856
  • https://openalex.org/W1994619137
  • https://openalex.org/W2007656272
  • https://openalex.org/W2011922559
  • https://openalex.org/W2018689372
  • https://openalex.org/W2021409272
  • https://openalex.org/W2033195147
  • https://openalex.org/W2035607701
  • https://openalex.org/W2037228718
  • https://openalex.org/W2041688602
  • https://openalex.org/W2045750740
  • https://openalex.org/W2047542058
  • https://openalex.org/W2051818791
  • https://openalex.org/W2068727370
  • https://openalex.org/W2076975043
  • https://openalex.org/W2090940374
  • https://openalex.org/W2097584220
  • https://openalex.org/W2102608136
  • https://openalex.org/W2107921076
  • https://openalex.org/W2110999179
  • https://openalex.org/W2123376285
  • https://openalex.org/W2127053300
  • https://openalex.org/W2128158076
  • https://openalex.org/W2131715088
  • https://openalex.org/W2131890484
  • https://openalex.org/W2131919327
  • https://openalex.org/W2138291582
  • https://openalex.org/W2143484136
  • https://openalex.org/W2146846646
  • https://openalex.org/W2149145907
  • https://openalex.org/W2158240273
  • https://openalex.org/W2161643379
  • https://openalex.org/W2161910249
  • https://openalex.org/W2163097950
  • https://openalex.org/W2166362666
  • https://openalex.org/W2171954990
  • https://openalex.org/W2176931472
  • https://openalex.org/W2258584306
  • https://openalex.org/W2260213922
  • https://openalex.org/W3037190107
  • https://openalex.org/W3081642976
  • https://openalex.org/W3099876909
  • https://openalex.org/W3101956431
  • https://openalex.org/W3102931941
  • https://openalex.org/W3103686423
  • https://openalex.org/W3103731137
  • https://openalex.org/W3106126587
  • https://openalex.org/W3121614399
  • https://openalex.org/W4211046286
  • https://openalex.org/W4242130214