Search for top squark pair production in a final state with at least one hadronically decaying tau lepton in proton-proton collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV

Author:

,Tumasyan A.,Adam W.,Andrejkovic J. W.,Bergauer T.,Chatterjee S.,Damanakis K.,Dragicevic M.,Escalante Del Valle A.,Hussain P. S.,Jeitler M.,Krammer N.,Lechner L.,Liko D.,Mikulec I.,Paulitsch P.,Schieck J.,Schöfbeck R.,Schwarz D.,Sonawane M.,Templ S.,Waltenberger W.,Wulz C.-E.,Darwish M. R.,Janssen T.,Kello T.,Rejeb Sfar H.,Van Mechelen P.,Bols E. S.,D’Hondt J.,De Moor A.,Delcourt M.,El Faham H.,Lowette S.,Morton A.,Müller D.,Sahasransu A. R.,Tavernier S.,Van Doninck W.,Van Putte S.,Vannerom D.,Clerbaux B.,De Lentdecker G.,Favart L.,Hohov D.,Jaramillo J.,Lee K.,Mahdavikhorrami M.,Makarenko I.,Malara A.,Paredes S.,Pétré L.,Postiau N.,Thomas L.,Vanden Bemden M.,Vander Velde C.,Vanlaer P.,Dobur D.,Knolle J.,Lambrecht L.,Mestdach G.,Rendón C.,Samalan A.,Skovpen K.,Tytgat M.,Van Den Bossche N.,Vermassen B.,Wezenbeek L.,Benecke A.,Bruno G.,Bury F.,Caputo C.,David P.,Delaere C.,Donertas I. S.,Giammanco A.,Jaffel K.,Jain Sa.,Lemaitre V.,Mondal K.,Taliercio A.,Tran T. T.,Vischia P.,Wertz S.,Alves G. A.,Coelho E.,Hensel C.,Moraes A.,Rebello Teles P.,Aldá Júnior W. L.,Alves Gallo Pereira M.,Barroso Ferreira Filho M.,Brandao Malbouisson H.,Carvalho W.,Chinellato J.,Da Costa E. M.,Da Silveira G. G.,De Jesus Damiao D.,Dos Santos Sousa V.,Fonseca De Souza S.,Martins J.,Mora Herrera C.,Mota Amarilo K.,Mundim L.,Nogima H.,Santoro A.,Silva Do Amaral S. M.,Sznajder A.,Thiel M.,Vilela Pereira A.,Bernardes C. A.,Calligaris L.,Fernandez Perez Tomei T. R.,Gregores E. M.,Mercadante P. G.,Novaes S. F.,Padula Sandra S.,Aleksandrov A.,Antchev G.,Hadjiiska R.,Iaydjiev P.,Misheva M.,Rodozov M.,Shopova M.,Sultanov G.,Dimitrov A.,Ivanov T.,Litov L.,Pavlov B.,Petkov P.,Petrov A.,Shumka E.,Thakur S.,Cheng T.,Javaid T.,Mittal M.,Yuan L.,Ahmad M.,Bauer G.,Hu Z.,Lezki S.,Yi K.,Chen G. M.,Chen H. S.,Chen M.,Iemmi F.,Jiang C. H.,Kapoor A.,Liao H.,Liu Z.-A.,Milosevic V.,Monti F.,Sharma R.,Tao J.,Thomas-Wilsker J.,Wang J.,Zhang H.,Zhao J.,Agapitos A.,An Y.,Ban Y.,Levin A.,Li C.,Li Q.,Lyu X.,Mao Y.,Qian S. J.,Sun X.,Wang D.,Xiao J.,Yang H.,Lu M.,You Z.,Lu N.,Gao X.,Leggat D.,Okawa H.,Zhang Y.,Lin Z.,Lu C.,Xiao M.,Avila C.,Barbosa Trujillo D. A.,Cabrera A.,Florez C.,Fraga J.,Mejia Guisao J.,Ramirez F.,Rodriguez M.,Ruiz Alvarez J. D.,Giljanovic D.,Godinovic N.,Lelas D.,Puljak I.,Antunovic Z.,Kovac M.,Sculac T.,Brigljevic V.,Chitroda B. K.,Ferencek D.,Mishra S.,Roguljic M.,Starodumov A.,Susa T.,Attikis A.,Christoforou K.,Konstantinou S.,Mousa J.,Nicolaou C.,Ptochos F.,Razis P. A.,Rykaczewski H.,Saka H.,Stepennov A.,Finger M.,Finger M.,Kveton A.,Ayala E.,Carrera Jarrin E.,Elgammal S.,Ellithi Kamel A.,Lotfy A.,Mahmoud M. A.,Bhowmik S.,Dewanjee R. 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B.,Milella G.,Mormile M.,Mussgiller A.,Nürnberg A.,Otarid Y.,Pérez Adán D.,Ranken E.,Raspereza A.,Ribeiro Lopes B.,Rübenach J.,Saggio A.,Savitskyi M.,Scham M.,Scheurer V.,Schnake S.,Schütze P.,Schwanenberger C.,Shchedrolosiev M.,Sosa Ricardo R. E.,Stafford D.,Tonon N.,Van De Klundert M.,Vazzoler F.,Ventura Barroso A.,Walsh R.,Walter D.,Wang Q.,Wen Y.,Wichmann K.,Wiens L.,Wissing C.,Wuchterl S.,Yang Y.,Zimermmane Castro Santos A.,Albrecht A.,Albrecht S.,Antonello M.,Bein S.,Benato L.,Bonanomi M.,Connor P.,De Leo K.,Eich M.,El Morabit K.,Feindt F.,Fröhlich A.,Garbers C.,Garutti E.,Hajheidari M.,Haller J.,Hinzmann A.,Jabusch H. R.,Kasieczka G.,Keicher P.,Klanner R.,Korcari W.,Kramer T.,Kutzner V.,Labe F.,Lange J.,Lobanov A.,Matthies C.,Mehta A.,Moureaux L.,Mrowietz M.,Nigamova A.,Nissan Y.,Paasch A.,Pena Rodriguez K. 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M.,Khakzad M.,Mohammadi Najafabadi M.,Grunewald M.,Abbrescia M.,Aly R.,Aruta C.,Colaleo A.,Creanza D.,Cristella L.,De Filippis N.,De Palma M.,Di Florio A.,Elmetenawee W.,Errico F.,Fiore L.,Iaselli G.,Maggi G.,Maggi M.,Margjeka I.,Mastrapasqua V.,My S.,Nuzzo S.,Pellecchia A.,Pompili A.,Pugliese G.,Radogna R.,Ramos D.,Ranieri A.,Selvaggi G.,Silvestris L.,Simone F. M.,Sözbilir Ü.,Stamerra A.,Venditti R.,Verwilligen P.,Abbiendi G.,Battilana C.,Bonacorsi D.,Borgonovi L.,Brigliadori L.,Campanini R.,Capiluppi P.,Castro A.,Cavallo F. R.,Cuffiani M.,Dallavalle G. M.,Diotalevi T.,Fabbri F.,Fanfani A.,Giacomelli P.,Giommi L.,Grandi C.,Guiducci L.,Lo Meo S.,Lunerti L.,Marcellini S.,Masetti G.,Navarria F. L.,Perrotta A.,Primavera F.,Rossi A. M.,Rovelli T.,Siroli G. 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T.,Pazzini J.,Ronchese P.,Rossin R.,Simonetto F.,Strong G.,Tosi M.,Yarar H.,Zanetti M.,Zotto P.,Zucchetta A.,Zumerle G.,Abu Zeid S.,Aimè C.,Braghieri A.,Calzaferri S.,Fiorina D.,Montagna P.,Re V.,Riccardi C.,Salvini P.,Vai I.,Vitulo P.,Asenov P.,Bilei G. M.,Ciangottini D.,Fanò L.,Magherini M.,Mantovani G.,Mariani V.,Menichelli M.,Moscatelli F.,Piccinelli A.,Presilla M.,Rossi A.,Santocchia A.,Spiga D.,Tedeschi T.,Azzurri P.,Bagliesi G.,Bertacchi V.,Bhattacharya R.,Bianchini L.,Boccali T.,Bossini E.,Bruschini D.,Castaldi R.,Ciocci M. A.,D’Amante V.,Dell’Orso R.,Donato S.,Giassi A.,Ligabue F.,Matos Figueiredo D.,Messineo A.,Musich M.,Palla F.,Parolia S.,Ramirez-Sanchez G.,Rizzi A.,Rolandi G.,Roy Chowdhury S.,Sarkar T.,Scribano A.,Spagnolo P.,Tenchini R.,Tonelli G.,Turini N.,Venturi A.,Verdini P. G.,Barria P.,Campana M.,Cavallari F.,Del Re D.,Di Marco E.,Diemoz M.,Longo E.,Meridiani P.,Organtini G.,Pandolfi F.,Paramatti R.,Quaranta C.,Rahatlou S.,Rovelli C.,Santanastasio F.,Soffi L.,Tramontano R.,Amapane N.,Arcidiacono R.,Argiro S.,Arneodo M.,Bartosik N.,Bellan R.,Bellora A.,Biino C.,Cartiglia N.,Costa M.,Covarelli R.,Demaria N.,Grippo M.,Kiani B.,Legger F.,Mariotti C.,Maselli S.,Mecca A.,Migliore E.,Monteno M.,Mulargia R.,Obertino M. M.,Ortona G.,Pacher L.,Pastrone N.,Pelliccioni M.,Ruspa M.,Shchelina K.,Siviero F.,Sola V.,Solano A.,Soldi D.,Staiano A.,Tornago M.,Trocino D.,Umoret G.,Vagnerini A.,Vlasov E.,Belforte S.,Candelise V.,Casarsa M.,Cossutti F.,Della Ricca G.,Sorrentino G.,Dogra S.,Huh C.,Kim B.,Kim D. H.,Kim G. N.,Kim J.,Lee J.,Lee S. W.,Moon C. S.,Oh Y. D.,Pak S. I.,Ryu M. S.,Sekmen S.,Yang Y. C.,Kim H.,Moon D. H.,Asilar E.,Kim T. J.,Park J.,Choi S.,Han S.,Hong B.,Lee K.,Lee K. S.,Lim J.,Park J.,Park S. K.,Yoo J.,Goh J.,Kim H. S.,Kim Y.,Lee S.,Almond J.,Bhyun J. H.,Choi J.,Jeon S.,Kim J.,Kim J. S.,Ko S.,Kwon H.,Lee H.,Lee S.,Oh B. H.,Oh S. B.,Seo H.,Yang U. K.,Yoon I.,Jang W.,Kang D. Y.,Kang Y.,Kim D.,Kim S.,Ko B.,Lee J. S. H.,Lee Y.,Merlin J. A.,Park I. C.,Roh Y.,Song D.,Watson I. J.,Yang S.,Ha S.,Yoo H. D.,Choi M.,Kim M. R.,Lee H.,Lee Y.,Yu I.,Beyrouthy T.,Maghrbi Y.,Dreimanis K.,Pikurs G.,Potrebko A.,Seidel M.,Veckalns V.,Ambrozas M.,Carvalho Antunes De Oliveira A.,Juodagalvis A.,Rinkevicius A.,Tamulaitis G.,Bin Norjoharuddeen N.,Hoh S. Y.,Yusuff I.,Zolkapli Z.,Benitez J. F.,Castaneda Hernandez A.,Encinas Acosta H. A.,Gallegos Maríñez L. G.,León Coello M.,Murillo Quijada J. A.,Sehrawat A.,Valencia Palomo L.,Ayala G.,Castilla-Valdez H.,Heredia-De La Cruz I.,Lopez-Fernandez R.,Mondragon Herrera C. A.,Perez Navarro D. A.,Sánchez Hernández A.,Oropeza Barrera C.,Vazquez Valencia F.,Pedraza I.,Salazar Ibarguen H. A.,Uribe Estrada C.,Bubanja I.,Mijuskovic J.,Raicevic N.,Ahmad A.,Asghar M. I.,Awais A.,Awan M. I. M.,Gul M.,Hoorani H. R.,Khan W. A.,Avati V.,Grzanka L.,Malawski M.,Bialkowska H.,Bluj M.,Boimska B.,Górski M.,Kazana M.,Szleper M.,Zalewski P.,Bunkowski K.,Doroba K.,Kalinowski A.,Konecki M.,Krolikowski J.,Araujo M.,Bargassa P.,Bastos D.,Boletti A.,Faccioli P.,Gallinaro M.,Hollar J.,Leonardo N.,Niknejad T.,Pisano M.,Seixas J.,Varela J.,Adzic P.,Dordevic M.,Milenovic P.,Milosevic J.,Aguilar-Benitez M.,Alcaraz Maestre J.,Barrio Luna M.,Bedoya Cristina F.,Cepeda M.,Cerrada M.,Colino N.,De La Cruz B.,Delgado Peris A.,Fernández Del Val D.,Fernández Ramos J. P.,Flix J.,Fouz M. C.,Gonzalez Lopez O.,Goy Lopez S.,Hernandez J. M.,Josa M. I.,León Holgado J.,Moran D.,Perez Dengra C.,Pérez-Calero Yzquierdo A.,Puerta Pelayo J.,Redondo I.,Redondo Ferrero D. D.,Romero L.,Sánchez Navas S.,Sastre J.,Urda Gómez L.,Vazquez Escobar J.,Willmott C.,de Trocóniz J. F.,Alvarez Gonzalez B.,Cuevas J.,Fernandez Menendez J.,Folgueras S.,Gonzalez Caballero I.,González Fernández J. R.,Palencia Cortezon E.,Ramón Álvarez C.,Rodríguez Bouza V.,Soto Rodríguez A.,Trapote A.,Vico Villalba C.,Brochero Cifuentes J. A.,Cabrillo I. J.,Calderon A.,Duarte Campderros J.,Fernandez M.,Fernandez Madrazo C.,García Alonso A.,Gomez G.,Lasaosa García C.,Martinez Rivero C.,Martinez Ruiz del Arbol P.,Matorras F.,Matorras Cuevas P.,Piedra Gomez J.,Prieels C.,Scodellaro L.,Vila I.,Vizan Garcia J. M.,Jayananda M. K.,Kailasapathy B.,Sonnadara D. U. J.,Wickramarathna D. D. C.,Dharmaratna W. G. D.,Liyanage K.,Perera N.,Wickramage N.,Abbaneo D.,Auffray E.,Auzinger G.,Baechler J.,Baillon P.,Barney D.,Bendavid J.,Bermúdez Martínez A.,Bianco M.,Bilin B.,Bin Anuar A. A.,Bocci A.,Brondolin E.,Caillol C.,Camporesi T.,Cerminara G.,Chernyavskaya N.,Chhibra S. S.,Choudhury S.,Cipriani M.,d’Enterria D.,Dabrowski A.,David A.,De Roeck A.,Defranchis M. M.,Deile M.,Dobson M.,Dünser M.,Dupont N.,Fallavollita F.,Florent A.,Forthomme L.,Franzoni G.,Funk W.,Ghosh S.,Giani S.,Gigi D.,Gill K.,Glege F.,Gouskos L.,Govorkova E.,Haranko M.,Hegeman J.,Innocente V.,James T.,Janot P.,Kaspar J.,Kieseler J.,Kratochwil N.,Laurila S.,Lecoq P.,Leutgeb E.,Lourenço C.,Maier B.,Malgeri L.,Mannelli M.,Marini A. C.,Meijers F.,Mersi S.,Meschi E.,Moortgat F.,Mulders M.,Orfanelli S.,Orsini L.,Pantaleo F.,Perez E.,Peruzzi M.,Petrilli A.,Petrucciani G.,Pfeiffer A.,Pierini M.,Piparo D.,Pitt M.,Qu H.,Quast T.,Rabady D.,Racz A.,Reales Gutiérrez G.,Rovere M.,Sakulin H.,Salfeld-Nebgen J.,Scarfi S.,Selvaggi M.,Sharma A.,Silva P.,Sphicas P.,Stahl Leiton A. G.,Summers S.,Tatar K.,Treille D.,Tropea P.,Tsirou A.,Wanczyk J.,Wozniak K. A.,Zeuner W. D.,Caminada L.,Ebrahimi A.,Erdmann W.,Horisberger R.,Ingram Q.,Kaestli H. C.,Kotlinski D.,Lange C.,Missiroli M.,Noehte L.,Rohe T.,Aarrestad T. K.,Androsov K.,Backhaus M.,Calandri A.,Datta K.,De Cosa A.,Dissertori G.,Dittmar M.,Donegà M.,Eble F.,Galli M.,Gedia K.,Glessgen F.,Gómez Espinosa T. A.,Grab C.,Hits D.,Lustermann W.,Lyon A.-M.,Manzoni R. A.,Marchese L.,Martin Perez C.,Mascellani A.,Nessi-Tedaldi F.,Niedziela J.,Pauss F.,Perovic V.,Pigazzini S.,Ratti M. G.,Reichmann M.,Reissel C.,Reitenspiess T.,Ristic B.,Riti F.,Ruini D.,Sanz Becerra D. A.,Seidita R.,Steggemann J.,Valsecchi D.,Wallny R.,Amsler C.,Bärtschi P.,Botta C.,Brzhechko D.,Canelli M. F.,Cormier K.,De Wit A.,Del Burgo R.,Heikkilä J. K.,Huwiler M.,Jin W.,Jofrehei A.,Kilminster B.,Leontsinis S.,Liechti S. P.,Macchiolo A.,Meiring P.,Mikuni V. M.,Molinatti U.,Neutelings I.,Reimers A.,Robmann P.,Sanchez Cruz S.,Schweiger K.,Senger M.,Takahashi Y.,Adloff C.,Kuo C. M.,Lin W.,Rout P. K.,Tiwari P. C.,Yu S. S.,Ceard L.,Chao Y.,Chen K. 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S.,Zarubin A.,Zhizhin I.,Zhokin A.

Abstract

Abstract A search for pair production of the supersymmetric partner of the top quark, the top squark, in proton-proton collisions at $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV is presented in final states containing at least one hadronically decaying tau lepton and large missing transverse momentum. This final state is highly sensitive to scenarios of supersymmetry in which the decay of the top squark to tau leptons is enhanced. The search uses a data sample corresponding to an integrated luminosity of 138 fb1, which was recorded with the CMS detector during 2016–2018. No significant excess is observed with respect to the standard model predictions. Exclusion limits at 95% confidence level on the masses of the top squark and the lightest neutralino are presented under the assumptions of simplified models. The results probe top squark masses up to 1150 GeV for a nearly massless neutralino. This search covers a relatively less explored parameter space in the context of supersymmetry, and the exclusion limit is the most stringent to date for the model considered here.

Publisher

Springer Science and Business Media LLC

Subject

Nuclear and High Energy Physics

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