Journal Article PUBDB-2020-04586

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Search for Magnetic Monopoles and Stable High-Electric-Charge Objects in 13 Tev Proton-Proton Collisions with the ATLAS Detector

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2020
APS College Park, Md.

Physical review letters 124(3), 031802 () [10.1103/PhysRevLett.124.031802]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2019-084; arXiv:1905.10130

Abstract: A search for magnetic monopoles and high-electric-charge objects is presented using 34.4 fb$^{-1}$ of 13 TeV pp collision data collected by the ATLAS detector at the LHC during 2015 and 2016. The considered signature is based upon high ionization in the transition radiation tracker of the inner detector associated with a pencil-shape energy deposit in the electromagnetic calorimeter. The data were collected by a dedicated trigger based on the tracker high-threshold hit capability. The results are interpreted in models of Drell-Yan pair production of stable particles with two spin hypotheses (0 and 1/2) and masses ranging from 200 to 4000 GeV. The search improves by approximately a factor of 5 the constraints on the direct production of magnetic monopoles carrying one or two Dirac magnetic charges and stable objects with electric charge in the range 20≤|z|≤60 and extends the charge range to 60<|z|≤100.

Keyword(s): p p: scattering ; p p: colliding beams ; magnetic monopole: direct production ; particle: stability ; charge: electric ; charge: magnetic ; calorimeter: electromagnetic ; ionization: high ; spin: 0 ; spin: 1/2 ; tracking detector ; ATLAS ; transition radiation ; Drell-Yan process ; magnetic monopole: pair production ; CERN LHC Coll ; signature ; trigger ; magnetic monopole: mass ; mass: lower limit ; channel cross section: upper limit ; experimental results ; 13000 GeV-cms ; S028C ; Elementary Particles and Fields

Classification:

Note: Phys. Rev. Lett. 124, 031802 (2020). 28 pages in total, author list starting page 12, 2 figures, 1 table, published in Phys. Rev. Lett. All figures including auxiliary figures are available at https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/EXOT-2017-20/

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2020
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