Search for supersymmetry in proton-proton collisions at 13 TeV in final states with jets and missing transverse momentum

Author:

,Sirunyan A. M.,Tumasyan A.,Adam W.,Ambrogi F.,Bergauer T.,Brandstetter J.,Dragicevic M.,Erö J.,Escalante Del Valle A.,Flechl M.,Frühwirth R.,Jeitler M.,Krammer N.,Krätschmer I.,Liko D.,Madlener T.,Mikulec I.,Rad N.,Schieck J.,Schöfbeck R.,Spanring M.,Spitzbart D.,Waltenberger W.,Wulz C.-E.,Zarucki M.,Drugakov V.,Mossolov V.,Suarez Gonzalez J.,Darwish M. R.,De Wolf E. A.,Di Croce D.,Janssen X.,Lelek A.,Pieters M.,Rejeb Sfar H.,Van Haevermaet H.,Van Mechelen P.,Van Putte S.,Van Remortel N.,Blekman F.,Bols E. S.,Chhibra S. S.,D’Hondt J.,De Clercq J.,Lontkovskyi D.,Lowette S.,Marchesini I.,Moortgat S.,Python Q.,Skovpen K.,Tavernier S.,Van Doninck W.,Van Mulders P.,Beghin D.,Bilin B.,Brun H.,Clerbaux B.,De Lentdecker G.,Delannoy H.,Dorney B.,Favart L.,Grebenyuk A.,Kalsi A. K.,Popov A.,Postiau N.,Starling E.,Thomas L.,Vander Velde C.,Vanlaer P.,Vannerom D.,Cornelis T.,Dobur D.,Khvastunov I.,Niedziela M.,Roskas C.,Trocino D.,Tytgat M.,Verbeke W.,Vermassen B.,Vit M.,Zaganidis N.,Bondu O.,Bruno G.,Caputo C.,David P.,Delaere C.,Delcourt M.,Giammanco A.,Lemaitre V.,Magitteri A.,Prisciandaro J.,Saggio A.,Vidal Marono M.,Vischia P.,Zobec J.,Alves F. L.,Alves G. A.,Correia Silva G.,Hensel C.,Moraes A.,Rebello Teles P.,Belchior Batista Das Chagas E.,Carvalho W.,Chinellato J.,Coelho E.,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.,Martins J.,Matos Figueiredo D.,Medina Jaime M.,Melo De Almeida M.,Mora Herrera C.,Mundim L.,Nogima H.,Prado Da Silva W. L.,Sanchez Rosas L. J.,Santoro A.,Sznajder A.,Thiel M.,Tonelli Manganote E. J.,Torres Da Silva De Araujo F.,Vilela Pereira A.,Bernardes C. A.,Calligaris L.,Fernandez Perez Tomei T. R.,Gregores E. M.,Lemos D. S.,Mercadante P. G.,Novaes S. F.,Padula SandraS.,Aleksandrov A.,Antchev G.,Hadjiiska R.,Iaydjiev P.,Misheva M.,Rodozov M.,Shopova M.,Sultanov G.,Bonchev M.,Dimitrov A.,Ivanov T.,Litov L.,Pavlov B.,Petkov P.,Fang W.,Gao X.,Yuan L.,Chen G. M.,Chen H. S.,Chen M.,Jiang C. H.,Leggat D.,Liao H.,Liu Z.,Spiezia A.,Tao J.,Yazgan E.,Zhang H.,Zhang S.,Zhao J.,Agapitos A.,Ban Y.,Chen G.,Levin A.,Li J.,Li L.,Li Q.,Mao Y.,Qian S. J.,Wang D.,Wang Q.,Ahmad M.,Hu Z.,Wang Y.,Xiao M.,Avila C.,Cabrera A.,Florez C.,González Hernández C. F.,Segura Delgado M. A.,Mejia Guisao J.,Ruiz Alvarez J. D.,Salazar González C. A.,Vanegas Arbelaez N.,Giljanovíc D.,Godinovic N.,Lelas D.,Puljak I.,Sculac T.,Antunovic Z.,Kovac M.,Brigljevic V.,Ceci S.,Ferencek D.,Kadija K.,Mesic B.,Roguljic M.,Starodumov A.,Susa T.,Ather M. W.,Attikis A.,Erodotou E.,Ioannou A.,Kolosova M.,Konstantinou S.,Mavromanolakis G.,Mousa J.,Nicolaou C.,Ptochos F.,Razis P. A.,Rykaczewski H.,Tsiakkouri D.,Finger M.,Finger M.,Kveton A.,Tomsa J.,Ayala E.,Carrera Jarrin E.,Abu Zeid S.,Khalil S.,Bhowmik S.,Carvalho Antunes De Oliveira A.,Dewanjee R. K.,Ehataht K.,Kadastik M.,Raidal M.,Veelken C.,Eerola P.,Forthomme L.,Kirschenmann H.,Osterberg K.,Voutilainen M.,Garcia F.,Havukainen J.,Heikkilä J. K.,Järvinen T.,Karimäki V.,Kim M. S.,Kinnunen R.,Lampén T.,Lassila-Perini K.,Laurila S.,Lehti S.,Lindén T.,Luukka P.,Mäenpää T.,Siikonen H.,Tuominen E.,Tuominiemi J.,Tuuva T.,Besancon M.,Couderc F.,Dejardin M.,Denegri D.,Fabbro B.,Faure J. L.,Ferri F.,Ganjour S.,Givernaud A.,Gras P.,Hamel de Monchenault G.,Jarry P.,Leloup C.,Locci E.,Malcles J.,Rander J.,Rosowsky A.,Sahin M. Ö.,Savoy-Navarro A.,Titov M.,Ahuja S.,Amendola C.,Beaudette F.,Busson P.,Charlot C.,Diab B.,Falmagne G.,Granier de Cassagnac R.,Kucher I.,Lobanov A.,Martin Perez C.,Nguyen M.,Ochando C.,Paganini P.,Rembser J.,Salerno R.,Sauvan J. 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C.,Sharma A.,Wiedenbeck S.,Zaleski S.,Flügge G.,Haj Ahmad W.,Hlushchenko O.,Kress T.,Müller T.,Nehrkorn A.,Nowack A.,Pistone C.,Pooth O.,Roy D.,Sert H.,Stahl A.,Aldaya Martin M.,Asmuss P.,Babounikau I.,Bakhshiansohi H.,Beernaert K.,Behnke O.,Bermúdez Martínez A.,Bertsche D.,Bin Anuar A. A.,Borras K.,Botta V.,Campbell A.,Cardini A.,Connor P.,Consuegra Rodríguez S.,Contreras-Campana C.,Danilov V.,De Wit A.,Defranchis M. M.,Diez Pardos C.,Domínguez Damiani D.,Eckerlin G.,Eckstein D.,Eichhorn T.,Elwood A.,Eren E.,Gallo E.,Geiser A.,Grohsjean A.,Guthoff M.,Haranko M.,Harb A.,Jafari A.,Jomhari N. Z.,Jung H.,Kasem A.,Kasemann M.,Kaveh H.,Keaveney J.,Kleinwort C.,Knolle J.,Krücker D.,Lange W.,Lenz T.,Lidrych J.,Lipka K.,Lohmann W.,Mankel R.,Melzer-Pellmann I.-A.,Meyer A. B.,Meyer M.,Missiroli M.,Mittag G.,Mnich J.,Mussgiller A.,Myronenko V.,Pérez Adán D.,Pflitsch S. 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B.,Sur N.,Verma RavindraKumar,Banerjee S.,Bhattacharya S.,Chatterjee S.,Das P.,Guchait M.,Karmakar S.,Kumar S.,Majumder G.,Mazumdar K.,Sahoo N.,Sawant S.,Chauhan S.,Dube S.,Hegde V.,Kansal B.,Kapoor A.,Kothekar K.,Pandey S.,Rane A.,Rastogi A.,Sharma S.,Chenarani S.,Eskandari Tadavani E.,Etesami S. M.,Khakzad M.,Mohammadi Najafabadi M.,Naseri M.,Rezaei Hosseinabadi F.,Felcini M.,Grunewald M.,Abbrescia M.,Aly R.,Calabria C.,Colaleo A.,Creanza D.,Cristella L.,De Filippis N.,De Palma M.,Di Florio A.,Elmetenawee W.,Fiore L.,Gelmi A.,Iaselli G.,Ince M.,Lezki S.,Maggi G.,Maggi M.,Miniello G.,My S.,Nuzzo S.,Pompili A.,Pugliese G.,Radogna R.,Ranieri A.,Selvaggi G.,Silvestris L.,Simone F. M.,Venditti R.,Verwilligen P.,Abbiendi G.,Battilana C.,Bonacorsi D.,Borgonovi L.,Braibant-Giacomelli S.,Campanini R.,Capiluppi P.,Castro A.,Cavallo F. R.,Ciocca C.,Codispoti G.,Cuffiani M.,Dallavalle G. M.,Fabbri F.,Fanfani A.,Fontanesi E.,Giacomelli P.,Grandi C.,Guiducci L.,Iemmi F.,Meo S. 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Y.,Lujan P.,Margoni M.,Meneguzzo A. T.,Pazzini J.,Presilla M.,Ronchese P.,Rossin R.,Simonetto F.,Tiko A.,Tosi M.,Zanetti M.,Zotto P.,Zumerle G.,Braghieri A.,Fiorina D.,Montagna P.,Ratti S. P.,Re V.,Ressegotti M.,Riccardi C.,Salvini P.,Vai I.,Vitulo P.,Biasini M.,Bilei G. M.,Ciangottini D.,Fanò L.,Lariccia P.,Leonardi R.,Manoni E.,Mantovani G.,Mariani V.,Menichelli M.,Rossi A.,Santocchia A.,Spiga D.,Androsov K.,Azzurri P.,Bagliesi G.,Bertacchi V.,Bianchini L.,Boccali T.,Castaldi R.,Ciocci M. A.,Dell’Orso R.,Fedi G.,Giannini L.,Giassi A.,Grippo M. T.,Ligabue F.,Manca E.,Mandorli G.,Messineo A.,Palla F.,Rizzi A.,Rolandi G.,Roy Chowdhury S.,Scribano A.,Spagnolo P.,Tenchini R.,Tonelli G.,Turini N.,Venturi A.,Verdini P. G.,Cavallari F.,Cipriani M.,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.,Amapane N.,Arcidiacono R.,Argiro S.,Arneodo M.,Bartosik N.,Bellan R.,Bellora A.,Biino C.,Cappati A.,Cartiglia N.,Cometti S.,Costa M.,Covarelli R.,Demaria N.,Kiani B.,Mariotti C.,Maselli S.,Migliore E.,Monaco V.,Monteil E.,Monteno M.,Obertino M. M.,Ortona G.,Pacher L.,Pastrone N.,Pelliccioni M.,Pinna Angioni G. L.,Romero A.,Ruspa M.,Salvatico R.,Sola V.,Solano A.,Soldi D.,Staiano A.,Belforte S.,Candelise V.,Casarsa M.,Cossutti F.,Da Rold A.,Della Ricca G.,Vazzoler F.,Zanetti A.,Kim B.,Kim D. H.,Kim G. N.,Lee J.,Lee S. W.,Moon C. S.,Oh Y. D.,Pak S. I.,Sekmen S.,Son D. C.,Yang Y. C.,Kim H.,Moon D. H.,Oh G.,Francois B.,Kim T. J.,Park J.,Cho S.,Choi S.,Go Y.,Gyun D.,Ha S.,Hong B.,Lee K.,Lee K. S.,Lim J.,Park J.,Park S. K.,Roh Y.,Yoo J.,Goh J.,Kim H. S.,Almond J.,Bhyun J. H.,Choi J.,Jeon S.,Kim J.,Kim J. S.,Lee H.,Lee K.,Lee S.,Nam K.,Oh M.,Oh S. B.,Radburn-Smith B. C.,Yang U. K.,Yoo H. D.,Yoon I.,Yu G. B.,Jeon D.,Kim H.,Kim J. H.,Lee J. S. H.,Park I. C.,Watson I. J,Choi Y.,Hwang C.,Jeong Y.,Lee J.,Lee Y.,Yu I.,Veckalns V.,Dudenas V.,Juodagalvis A.,Tamulaitis G.,Vaitkus J.,Ibrahim Z. A.,Mohamad Idris F.,Wan Abdullah W. A. T.,Yusli M. N.,Zolkapli Z.,Benitez J. F.,Castaneda Hernandez A.,Murillo Quijada J. A.,Valencia Palomo L.,Castilla-Valdez H.,De La Cruz-Burelo E.,Heredia-De La Cruz I.,Lopez-Fernandez R.,Sanchez-Hernandez A.,Carrillo Moreno S.,Oropeza Barrera C.,Ramirez-Garcia M.,Vazquez Valencia F.,Eysermans J.,Pedraza I.,Salazar Ibarguen H. A.,Uribe Estrada C.,Morelos Pineda A.,Mijuskovic J.,Raicevic N.,Krofcheck D.,Bheesette S.,Butler P. H.,Ahmad A.,Ahmad M.,Hassan Q.,Hoorani H. R.,Khan W. A.,Shah M. A.,Shoaib M.,Waqas M.,Avati V.,Grzanka L.,Malawski M.,Bialkowska H.,Bluj M.,Boimska B.,Górski M.,Kazana M.,Szleper M.,Zalewski P.,Bunkowski K.,Byszuk A.,Doroba K.,Kalinowski A.,Konecki M.,Krolikowski J.,Misiura M.,Olszewski M.,Walczak M.,Araujo M.,Bargassa P.,Bastos D.,Di Francesco A.,Faccioli P.,Galinhas B.,Gallinaro M.,Hollar J.,Leonardo N.,Niknejad T. S.,Seixas J.,Shchelina K.,Strong G.,Toldaiev O.,Varela J.,Afanasiev S.,Bunin P.,Gavrilenko M.,Golutvin I.,Gorbunov I.,Kamenev A.,Karjavine V.,Lanev A.,Malakhov A.,Matveev V.,Moisenz P.,Palichik V.,Perelygin V.,Savina M.,Shmatov S.,Shulha S.,Skatchkov N.,Smirnov V.,Voytishin N.,Zarubin A.,Chtchipounov L.,Golovtcov V.,Ivanov Y.,Kim V.,Kuznetsova E.,Levchenko P.,Murzin V.,Oreshkin V.,Smirnov I.,Sosnov D.,Sulimov V.,Uvarov L.,Vorobyev A.,Andreev Yu.,Dermenev A.,Gninenko S.,Golubev N.,Karneyeu A.,Kirsanov M.,Krasnikov N.,Pashenkov A.,Tlisov D.,Toropin A.,Epshteyn V.,Gavrilov V.,Lychkovskaya N.,Nikitenko A.,Popov V.,Pozdnyakov I.,Safronov G.,Spiridonov A.,Stepennov A.,Toms M.,Vlasov E.,Zhokin A.,Aushev T.,Bychkova O.,Chistov R.,Danilov M.,Polikarpov S.,Tarkovskii E.,Andreev V.,Azarkin M.,Dremin I.,Kirakosyan M.,Terkulov A.,Belyaev A.,Boos E.,Dubinin M.,Dudko L.,Ershov A.,Gribushin A.,Klyukhin V.,Kodolova O.,Lokhtin I.,Obraztsov S.,Petrushanko S.,Savrin V.,Snigirev A.,Barnyakov A.,Blinov V.,Dimova T.,Kardapoltsev L.,Skovpen Y.,Azhgirey I.,Bayshev I.,Bitioukov S.,Kachanov V.,Konstantinov D.,Mandrik P.,Petrov V.,Ryutin R.,Slabospitskii S.,Sobol A.,Troshin S.,Tyurin N.,Uzunian A.,Volkov A.,Babaev A.,Iuzhakov A.,Okhotnikov V.,Borchsh V.,Ivanchenko V.,Tcherniaev E.,Adzic P.,Cirkovic P.,Devetak D.,Dordevic M.,Milenovic P.,Milosevic J.,Stojanovic M.,Aguilar-Benitez M.,Alcaraz Maestre J.,Álvarez Fernández A.,Bachiller I.,Barrio Luna M.,Brochero Cifuentes J. A.,Carrillo Montoya C. A.,Cepeda M.,Cerrada M.,Colino N.,De La Cruz B.,Delgado Peris A.,Fernandez Bedoya C.,Fernández Ramos J. P.,Flix J.,Fouz M. C.,Gonzalez Lopez O.,Goy Lopez S.,Hernandez J. M.,Josa M. I.,Moran D.,Navarro Tobar Á.,Pérez-Calero Yzquierdo A.,Puerta Pelayo J.,Redondo I.,Romero L.,Sánchez Navas S.,Soares M. S.,Triossi A.,Willmott C.,Albajar C.,de Trocóniz J. F.,Reyes-Almanza R.,Alvarez Gonzalez B.,Cuevas J.,Erice C.,Fernandez Menendez J.,Folgueras S.,Gonzalez Caballero I.,González Fernández J. R.,Palencia Cortezon E.,Rodríguez Bouza V.,Sanchez Cruz S.,Cabrillo I. J.,Calderon A.,Chazin Quero B.,Duarte Campderros J.,Fernandez M.,Fernández Manteca P. J.,García Alonso A.,Gomez G.,Martinez Rivero C.,Martinez Ruiz del Arbol P.,Matorras F.,Piedra Gomez J.,Prieels C.,Rodrigo T.,Ruiz-Jimeno A.,Russo L.,Scodellaro L.,Trevisani N.,Vila I.,Vizan Garcia J. M.,Malagalage K.,Dharmaratna W. G. D.,Wickramage N.,Abbaneo D.,Akgun B.,Auffray E.,Auzinger G.,Baechler J.,Baillon P.,Ball A. H.,Barney D.,Bendavid J.,Bianco M.,Bocci A.,Bortignon P.,Bossini E.,Botta C.,Brondolin E.,Camporesi T.,Caratelli A.,Cerminara G.,Chapon E.,Cucciati G.,d’Enterria D.,Dabrowski A.,Daci N.,Daponte V.,David A.,Davignon O.,De Roeck A.,Deile M.,Dobson M.,Dünser M.,Dupont N.,Elliott-Peisert A.,Emriskova N.,Fallavollita F.,Fasanella D.,Fiorendi S.,Franzoni G.,Fulcher J.,Funk W.,Giani S.,Gigi D.,Gilbert A.,Gill K.,Glege F.,Gruchala M.,Guilbaud M.,Gulhan D.,Hegeman J.,Heidegger C.,Iiyama Y.,Innocente V.,Janot P.,Karacheban O.,Kaspar J.,Kieseler J.,Krammer M.,Kratochwil N.,Lange C.,Lecoq P.,Lourenço C.,Malgeri L.,Mannelli M.,Massironi A.,Meijers F.,Merlin J. A.,Mersi S.,Meschi E.,Moortgat F.,Mulders M.,Ngadiuba J.,Niedziela J.,Nourbakhsh S.,Orfanelli S.,Orsini L.,Pantaleo F.,Pape L.,Perez E.,Peruzzi M.,Petrilli A.,Petrucciani G.,Pfeiffer A.,Pierini M.,Pitters F. 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W.,Wyslouch B.,Chatterjee R. M.,Evans A.,Guts S.,Hansen P.,Hiltbrand J.,Kubota Y.,Lesko Z.,Mans J.,Rusack R.,Wadud M. A.,Acosta J. G.,Oliveros S.,Bloom K.,Claes D. R.,Fangmeier C.,Finco L.,Golf F.,Kamalieddin R.,Kravchenko I.,Siado J. E.,Snow G. R.,Stieger B.,Tabb W.,Agarwal G.,Harrington C.,Iashvili I.,Kharchilava A.,McLean C.,Nguyen D.,Parker A.,Pekkanen J.,Rappoccio S.,Roozbahani B.,Alverson G.,Barberis E.,Freer C.,Haddad Y.,Hortiangtham A.,Madigan G.,Marzocchi B.,Morse D. M.,Orimoto T.,Skinnari L.,Tishelman-Charny A.,Wamorkar T.,Wang B.,Wisecarver A.,Wood D.,Bhattacharya S.,Bueghly J.,Gunter T.,Hahn K. A.,Odell N.,Schmitt M. H.,Sung K.,Trovato M.,Velasco M.,Bucci R.,Dev N.,Goldouzian R.,Hildreth M.,Hurtado Anampa K.,Jessop C.,Karmgard D. J.,Lannon K.,Li W.,Loukas N.,Marinelli N.,Mcalister I.,Meng F.,Mueller C.,Musienko Y.,Planer M.,Ruchti R.,Siddireddy P.,Smith G.,Taroni S.,Wayne M.,Wightman A.,Wolf M.,Woodard A.,Alimena J.,Bylsma B.,Durkin L. 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Abstract

Abstract Results are reported from a search for supersymmetric particles in the final state with multiple jets and large missing transverse momentum. The search uses a sample of proton-proton collisions at $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV collected with the CMS detector in 2016–2018, corresponding to an integrated luminosity of 137 fb 1, representing essentially the full LHC Run 2 data sample. The analysis is performed in a four-dimensional search region defined in terms of the number of jets, the number of tagged bottom quark jets, the scalar sum of jet transverse momenta, and the magnitude of the vector sum of jet transverse momenta. No significant excess in the event yield is observed relative to the expected background contributions from standard model processes. Limits on the pair production of gluinos and squarks are obtained in the framework of simplified models for supersymmetric particle production and decay processes. Assuming the lightest supersymmetric particle to be a neutralino, lower limits on the gluino mass as large as 2000 to 2310 GeV are obtained at 95% confidence level, while lower limits on the squark mass as large as 1190 to 1630 GeV are obtained, depending on the production scenario.

Publisher

Springer Science and Business Media LLC

Subject

Nuclear and High Energy Physics

Reference102 articles.

1. ATLAS collaboration, Search for pair production of gluinos decaying via stop and sbottom in events with b-jets and large missing transverse momentum in pp collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV with the ATLAS detector, Phys. Rev. D 94 (2016) 032003 [arXiv :1605.09318] [INSPIRE].

2. ATLAS collaboration, Search for squarks and gluinos in final states with jets and missing transv erse momentum using 36 fb- 1of $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV pp collision data with the ATLAS detector, Phys. Rev. D 97 (2018) 112001 [arXiv:1712.02332] [INSPIRE].

3. ATLAS collaboration, Search for bottom-squark pair production with the ATLAS detector in final states containing Higgs bosons, b-jets and missing transverse momentum, arXiv:1908 . 03122 [INSPIRE].

4. CMS collaboration, Search for supersymmetry in the multijet and missing transverse momentum final state in pp collisions at 13 Te V, Phys. Lett.B 758 (2016) 152 [arXiv: 1602 .06581] [INSPIRE].

5. CMS collaboration, Search for new physics with the M T 2variable in all-jets final states produced in pp collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV, JHEP10 (2016) 006 [arXiv:1603.04053] [INSPIRE].

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