Search for natural supersymmetry in events with top quark pairs and photons in pp collisions at $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV

Author:

,Sirunyan A. M.,Tumasyan A.,Adam W.,Asilar E.,Bergauer T.,Brandstetter J.,Brondolin E.,Dragicevic M.,Erö J.,Flechl M.,Friedl M.,Frühwirth R.,Ghete V. M.,Hartl C.,Hörmann N.,Hrubec J.,Jeitler M.,König A.,Krätschmer I.,Liko D.,Matsushita T.,Mikulec I.,Rabady D.,Rad N.,Rahbaran B.,Rohringer H.,Schieck J.,Strauss J.,Waltenberger W.,Wulz C.-E.,Dvornikov O.,Makarenko V.,Mossolov V.,Suarez Gonzalez J.,Zykunov V.,Shumeiko N.,Alderweireldt S.,De Wolf E. A.,Janssen X.,Lauwers J.,Van De Klundert M.,Van Haevermaet H.,Van Mechelen P.,Van Remortel N.,Van Spilbeeck A.,Abu Zeid S.,Blekman F.,D’Hondt J.,Daci N.,De Bruyn I.,Deroover K.,Lowette S.,Moortgat S.,Moreels L.,Olbrechts A.,Python Q.,Skovpen K.,Tavernier S.,Van Doninck W.,Van Mulders P.,Van Parijs I.,Brun H.,Clerbaux B.,De Lentdecker G.,Delannoy H.,Fasanella G.,Favart L.,Goldouzian R.,Grebenyuk A.,Karapostoli G.,Lenzi T.,Léonard A.,Luetic J.,Maerschalk T.,Marinov A.,Randle-conde A.,Seva T.,Vander Velde C.,Vanlaer P.,Vannerom D.,Yonamine R.,Zenoni F.,Zhang F.,Cornelis T.,Dobur D.,Fagot A.,Gul M.,Khvastunov I.,Poyraz D.,Salva S.,Schöfbeck R.,Tytgat M.,Van Driessche W.,Verbeke W.,Zaganidis N.,Bakhshiansohi H.,Bondu O.,Brochet S.,Bruno G.,Caudron A.,De Visscher S.,Delaere C.,Delcourt M.,Francois B.,Giammanco A.,Jafari A.,Komm M.,Krintiras G.,Lemaitre V.,Magitteri A.,Mertens A.,Musich M.,Piotrzkowski K.,Quertenmont L.,Vidal Marono M.,Wertz S.,Beliy N.,Aldá Júnior W. L.,Alves F. L.,Alves G. A.,Brito L.,Hensel C.,Moraes A.,Pol M. E.,Rebello Teles P.,Belchior Batista Das Chagas E.,Carvalho W.,Chinellato J.,Custódio A.,Da Costa E. M.,Da Silveira G. G.,De Jesus Damiao D.,De Oliveira Martins C.,Fonseca De Souza S.,Huertas Guativa L. M.,Malbouisson H.,Matos Figueiredo D.,Mora Herrera C.,Mundim L.,Nogima H.,Prado Da Silva W. L.,Santoro A.,Sznajder A.,Tonelli Manganote E. J.,Torres Da Silva De Araujo F.,Vilela Pereira A.,Ahuja S.,Bernardes C. A.,Dogra S.,Fernandez Perez Tomei T. R.,Gregores E. M.,Mercadante P. G.,Moon C. S.,Novaes S. F.,Padula Sandra S.,Romero Abad D.,Ruiz Vargas J. C.,Aleksandrov A.,Hadjiiska R.,Iaydjiev P.,Rodozov M.,Stoykova S.,Sultanov G.,Vutova M.,Dimitrov A.,Glushkov I.,Litov L.,Pavlov B.,Petkov P.,Fang W.,Gao X.,Ahmad M.,Bian J. G.,Chen G. M.,Chen H. S.,Chen M.,Chen Y.,Cheng T.,Jiang C. H.,Leggat D.,Liu Z.,Romeo F.,Ruan M.,Shaheen S. M.,Spiezia A.,Tao J.,Wang C.,Wang Z.,Yazgan E.,Zhang H.,Zhao J.,Ban Y.,Chen G.,Li Q.,Liu S.,Mao Y.,Qian S. J.,Wang D.,Xu Z.,Avila C.,Cabrera A.,Chaparro Sierra L. F.,Florez C.,Gomez J. P.,González Hernández C. F.,Ruiz Alvarez J. D.,Sanabria J. C.,Godinovic N.,Lelas D.,Puljak I.,Ribeiro Cipriano P. M.,Sculac T.,Antunovic Z.,Kovac M.,Brigljevic V.,Ferencek D.,Kadija K.,Mesic B.,Susa T.,Ather M. W.,Attikis A.,Mavromanolakis G.,Mousa J.,Nicolaou C.,Ptochos F.,Razis P. A.,Rykaczewski H.,Finger M.,Finger M.,Carrera Jarrin E.,Assran Y.,Mahmoud M. A.,Mahrous A.,Kadastik M.,Perrini L.,Raidal M.,Tiko A.,Veelken C.,Eerola P.,Pekkanen J.,Voutilainen M.,Härkönen J.,Järvinen T.,Karimäki V.,Kinnunen R.,Lampén T.,Lassila-Perini K.,Lehti S.,Lindén T.,Luukka P.,Tuominiemi J.,Tuovinen E.,Wendland L.,Talvitie J.,Tuuva T.,Besancon M.,Couderc F.,Dejardin M.,Denegri D.,Fabbro B.,Faure J. L.,Favaro C.,Ferri F.,Ganjour S.,Ghosh S.,Givernaud A.,Gras P.,Hamel de Monchenault G.,Jarry P.,Kucher I.,Locci E.,Machet M.,Malcles J.,Rander J.,Rosowsky A.,Titov M.,Abdulsalam A.,Antropov I.,Baffioni S.,Beaudette F.,Busson P.,Cadamuro L.,Chapon E.,Charlot C.,Davignon O.,Granier de Cassagnac R.,Jo M.,Lisniak S.,Lobanov A.,Miné P.,Nguyen M.,Ochando C.,Ortona G.,Paganini P.,Pigard P.,Regnard S.,Salerno R.,Sirois Y.,Stahl Leiton A. G.,Strebler T.,Yilmaz Y.,Zabi A.,Zghiche A.,Agram J.-L.,Andrea J.,Bloch D.,Brom J.-M.,Buttignol M.,Chabert E. C.,Chanon N.,Collard C.,Conte E.,Coubez X.,Fontaine J.-C.,Gelé D.,Goerlach U.,Le Bihan A.-C.,Van Hove P.,Gadrat S.,Beauceron S.,Bernet C.,Boudoul G.,Carrillo Montoya C. A.,Chierici R.,Contardo D.,Courbon B.,Depasse P.,El Mamouni H.,Fay J.,Finco L.,Gascon S.,Gouzevitch M.,Grenier G.,Ille B.,Lagarde F.,Laktineh I. B.,Lethuillier M.,Mirabito L.,Pequegnot A. L.,Perries S.,Popov A.,Sordini V.,Vander Donckt M.,Verdier P.,Viret S.,Khvedelidze A.,Tsamalaidze Z.,Autermann C.,Beranek S.,Feld L.,Kiesel M. K.,Klein K.,Lipinski M.,Preuten M.,Schomakers C.,Schulz J.,Verlage T.,Albert A.,Brodski M.,Dietz-Laursonn E.,Duchardt D.,Endres M.,Erdmann M.,Erdweg S.,Esch T.,Fischer R.,Güth A.,Hamer M.,Hebbeker T.,Heidemann C.,Hoepfner K.,Knutzen S.,Merschmeyer M.,Meyer A.,Millet P.,Mukherjee S.,Olschewski M.,Padeken K.,Pook T.,Radziej M.,Reithler H.,Rieger M.,Scheuch F.,Sonnenschein L.,Teyssier D.,Thüer S.,Cherepanov V.,Flügge G.,Kargoll B.,Kress T.,Künsken A.,Lingemann J.,Müller T.,Nehrkorn A.,Nowack A.,Pistone C.,Pooth O.,Stahl A.,Aldaya Martin M.,Arndt T.,Asawatangtrakuldee C.,Beernaert K.,Behnke O.,Behrens U.,Bin Anuar A. A.,Borras K.,Campbell A.,Connor P.,Contreras-Campana C.,Costanza F.,Diez Pardos C.,Dolinska G.,Eckerlin G.,Eckstein D.,Eichhorn T.,Eren E.,Gallo E.,Garay Garcia J.,Geiser A.,Gizhko A.,Grados Luyando J. M.,Grohsjean A.,Gunnellini P.,Harb A.,Hauk J.,Hempel M.,Jung H.,Kalogeropoulos A.,Karacheban O.,Kasemann M.,Keaveney J.,Kleinwort C.,Korol I.,Krücker D.,Lange W.,Lelek A.,Lenz T.,Leonard J.,Lipka K.,Lohmann W.,Mankel R.,Melzer-Pellmann I.-A.,Meyer A. B.,Mittag G.,Mnich J.,Mussgiller A.,Ntomari E.,Pitzl D.,Placakyte R.,Raspereza A.,Roland B.,Sahin M. Ö.,Saxena P.,Schoerner-Sadenius T.,Spannagel S.,Stefaniuk N.,Van Onsem G. P.,Walsh R.,Wissing C.,Blobel V.,Centis Vignali M.,Draeger A. R.,Dreyer T.,Garutti E.,Gonzalez D.,Haller J.,Hoffmann M.,Junkes A.,Klanner R.,Kogler R.,Kovalchuk N.,Kurz S.,Lapsien T.,Marchesini I.,Marconi D.,Meyer M.,Niedziela M.,Nowatschin D.,Pantaleo F.,Peiffer T.,Perieanu A.,Scharf C.,Schleper P.,Schmidt A.,Schumann S.,Schwandt J.,Sonneveld J.,Stadie H.,Steinbrück G.,Stober F. M.,Stöver M.,Tholen H.,Troendle D.,Usai E.,Vanelderen L.,Vanhoefer A.,Vormwald B.,Akbiyik M.,Barth C.,Baur S.,Baus C.,Berger J.,Butz E.,Caspart R.,Chwalek T.,Colombo F.,De Boer W.,Dierlamm A.,Fink S.,Freund B.,Friese R.,Giffels M.,Gilbert A.,Goldenzweig P.,Haitz D.,Hartmann F.,Heindl S. M.,Husemann U.,Kassel F.,Katkov I.,Kudella S.,Mildner H.,Mozer M. U.,Müller Th.,Plagge M.,Quast G.,Rabbertz K.,Röcker S.,Roscher F.,Schröder M.,Shvetsov I.,Sieber G.,Simonis H. J.,Ulrich R.,Wayand S.,Weber M.,Weiler T.,Williamson S.,Wöhrmann C.,Wolf R.,Anagnostou G.,Daskalakis G.,Geralis T.,Giakoumopoulou V. A.,Kyriakis A.,Loukas D.,Topsis-Giotis I.,Kesisoglou S.,Panagiotou A.,Saoulidou N.,Tziaferi E.,Kousouris K.,Evangelou I.,Flouris G.,Foudas C.,Kokkas P.,Loukas N.,Manthos N.,Papadopoulos I.,Paradas E.,Triantis F. A.,Filipovic N.,Pasztor G.,Bencze G.,Hajdu C.,Horvath D.,Sikler F.,Veszpremi V.,Vesztergombi G.,Zsigmond A. J.,Beni N.,Czellar S.,Karancsi J.,Makovec A.,Molnar J.,Szillasi Z.,Bartók M.,Raics P.,Trocsanyi Z. L.,Ujvari B.,Choudhury S.,Komaragiri J. R.,Bahinipati S.,Bhowmik S.,Mal P.,Mandal K.,Nayak A.,Sahoo D. K.,Sahoo N.,Swain S. K.,Bansal S.,Beri S. B.,Bhatnagar V.,Bhawandeep U.,Chawla R.,Kalsi A. K.,Kaur A.,Kaur M.,Kumar R.,Kumari P.,Mehta A.,Mittal M.,Singh J. B.,Walia G.,Kumar Ashok,Bhardwaj A.,Choudhary B. C.,Garg R. B.,Keshri S.,Kumar A.,Malhotra S.,Naimuddin M.,Ranjan K.,Sharma R.,Sharma V.,Bhattacharya R.,Bhattacharya S.,Chatterjee K.,Dey S.,Dutt S.,Dutta S.,Ghosh S.,Majumdar N.,Modak A.,Mondal K.,Mukhopadhyay S.,Nandan S.,Purohit A.,Roy A.,Roy D.,Roy Chowdhury S.,Sarkar S.,Sharan M.,Thakur S.,Behera P. K.,Chudasama R.,Dutta D.,Jha V.,Kumar V.,Mohanty A. K.,Netrakanti P. K.,Pant L. M.,Shukla P.,Topkar A.,Aziz T.,Dugad S.,Kole G.,Mahakud B.,Mitra S.,Mohanty G. B.,Parida B.,Sur N.,Sutar B.,Banerjee S.,Dewanjee R. 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P.,Tosi N.,Albergo S.,Costa S.,Di Mattia A.,Giordano F.,Potenza R.,Tricomi A.,Tuve C.,Barbagli G.,Ciulli V.,Civinini C.,D’Alessandro R.,Focardi E.,Lenzi P.,Meschini M.,Paoletti S.,Russo L.,Sguazzoni G.,Strom D.,Viliani L.,Benussi L.,Bianco S.,Fabbri F.,Piccolo D.,Primavera F.,Calvelli V.,Ferro F.,Monge M. R.,Robutti E.,Tosi S.,Brianza L.,Brivio F.,Ciriolo V.,Dinardo M. E.,Fiorendi S.,Gennai S.,Ghezzi A.,Govoni P.,Malberti M.,Malvezzi S.,Manzoni R. A.,Menasce D.,Moroni L.,Paganoni M.,Pedrini D.,Pigazzini S.,Ragazzi S.,Tabarelli de Fatis T.,Buontempo S.,Cavallo N.,De Nardo G.,Di Guida S.,Fabozzi F.,Fienga F.,Iorio A. O. M.,Lista L.,Meola S.,Paolucci P.,Sciacca C.,Thyssen F.,Azzi P.,Bacchetta N.,Benato L.,Bisello D.,Boletti A.,Carlin R.,Carvalho Antunes De Oliveira A.,Checchia P.,Dall’Osso M.,De Castro Manzano P.,Dorigo T.,Dosselli U.,Gasparini F.,Gasparini U.,Gozzelino A.,Lacaprara S.,Margoni M.,Meneguzzo A. T.,Pazzini J.,Pozzobon N.,Ronchese P.,Simonetto F.,Torassa E.,Zanetti M.,Zotto P.,Zumerle G.,Braghieri A.,Fallavollita F.,Magnani A.,Montagna P.,Ratti S. P.,Re V.,Ressegotti M.,Riccardi C.,Salvini P.,Vai I.,Vitulo P.,Alunni Solestizi L.,Bilei G. M.,Ciangottini D.,Fanò L.,Lariccia P.,Leonardi R.,Mantovani G.,Mariani V.,Menichelli M.,Saha A.,Santocchia A.,Androsov K.,Azzurri P.,Bagliesi G.,Bernardini J.,Boccali T.,Castaldi R.,Ciocci M. A.,Dell’Orso R.,Fedi G.,Giassi A.,Grippo M. T.,Ligabue F.,Lomtadze T.,Martini L.,Messineo A.,Palla F.,Rizzi A.,Savoy-Navarro A.,Spagnolo P.,Tenchini R.,Tonelli G.,Venturi A.,Verdini P. 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B.,Choi M.,Kim H.,Kim J. H.,Lee J. S. H.,Park I. C.,Ryu G.,Ryu M. S.,Choi Y.,Hwang C.,Lee J.,Yu I.,Dudenas V.,Juodagalvis A.,Vaitkus J.,Ahmed I.,Ibrahim Z. A.,Ali M. A. B. Md,Mohamad Idris F.,Wan Abdullah W. A. T.,Yusli M. N.,Zolkapli Z.,Castilla-Valdez H.,De La Cruz-Burelo E.,Heredia-De La Cruz I.,Lopez-Fernandez R.,Magaña Villalba R.,Mejia Guisao J.,Sanchez-Hernandez A.,Carrillo Moreno S.,Oropeza Barrera C.,Vazquez Valencia F.,Carpinteyro S.,Pedraza I.,Salazar Ibarguen H. A.,Uribe Estrada C.,Morelos Pineda A.,Krofcheck D.,Butler P. H.,Ahmad A.,Ahmad M.,Hassan Q.,Hoorani H. R.,Khan W. A.,Saddique A.,Shah M. 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H.,Barney D.,Bloch P.,Bocci A.,Botta C.,Camporesi T.,Castello R.,Cepeda M.,Cerminara G.,Chen Y.,Cimmino A.,d’Enterria D.,Dabrowski A.,Daponte V.,David A.,De Gruttola M.,De Roeck A.,Di Marco E.,Dobson M.,Dorney B.,du Pree T.,Dünser M.,Dupont N.,Elliott-Peisert A.,Everaerts P.,Fartoukh S.,Franzoni G.,Fulcher J.,Funk W.,Gigi D.,Gill K.,Girone M.,Glege F.,Gulhan D.,Gundacker S.,Guthoff M.,Harris P.,Hegeman J.,Innocente V.,Janot P.,Kieseler J.,Kirschenmann H.,Knünz V.,Kornmayer A.,Kortelainen M. J.,Krammer M.,Lange C.,Lecoq P.,Lourenço C.,Lucchini M. T.,Malgeri L.,Mannelli M.,Martelli A.,Meijers F.,Merlin J. A.,Mersi S.,Meschi E.,Milenovic P.,Moortgat F.,Morovic S.,Mulders M.,Neugebauer H.,Orfanelli S.,Orsini L.,Pape L.,Perez E.,Peruzzi M.,Petrilli A.,Petrucciani G.,Pfeiffer A.,Pierini M.,Racz A.,Reis T.,Rolandi G.,Rovere M.,Sakulin H.,Sauvan J. 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Abstract

Abstract Results are presented from a search for natural gauge-mediated supersymmetry (SUSY) in a scenario in which the top squark is the lightest squark, the next-to-lightest SUSY particle is a bino-like neutralino, and the lightest SUSY particle is the gravitino. The strong production of top squark pairs can produce events with pairs of top quarks and neutralinos, with each bino-like neutralino decaying to a photon and a gravitino. The search is performed using a sample of pp collision data accumulated by the CMS experiment at $$ \sqrt{s}=8 $$ s = 8 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 19.7 fb−1. The final state consists of a lepton (electron or muon), jets, and one or two photons. The imbalance in transverse momentum in the events is compared with the expected spectrum from standard model processes. No excess event yield is observed beyond the expected background, and the result is interpreted in the context of a general model of gauge-mediated SUSY breaking that leads to exclusion of top squark masses below 650–730 GeV.

Publisher

Springer Science and Business Media LLC

Subject

Nuclear and High Energy Physics

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