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Search for long-lived particles decaying to leptons with large impact parameter in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

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2021

[10.3204/PUBDB-2021-04144]  GO

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Report No.: CERN-EP-2021-196; CMS-EXO-18-003; arXiv:2110.04809

Abstract: A search for new long-lived particles decaying to leptons using proton-proton collision data produced by the CERN LHC at $\sqrt{s}$ = 13 TeV is presented. Events are selected with two leptons (an electron and a muon, two electrons, or two muons) that both have transverse impact parameter values between 0.01 and 10 cm and are not required to form a common vertex. Data used for the analysis were collected with the CMS detector in 2016, 2017, and 2018, and correspond to an integrated luminosity of 118 (113) fb$^{-1}$ in the ee channel (e$\mu$ and $\mu\mu$ channels). The search is designed to be sensitive to a wide range of models with displaced e$\mu$, ee, and $\mu\mu$ final states. The results constrain several well-motivated models involving new long-lived particles that decay to displaced leptons. For some areas of the available phase space, these are the most stringent constraints to date.

Keyword(s): particle, long-lived ; p p, scattering ; lepton ; muon ; electron ; impact parameter ; TeV ; CMS ; CERN Lab ; transverse ; CERN LHC Coll ; phase space


Note: Submitted to EPJC. All figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/EXO-18-003 (CMS Public Pages)
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. HIDSS-0002 - DASHH: Data Science in Hamburg - Helmholtz Graduate School for the Structure of Matter (2019_IVF-HIDSS-0002) (2019_IVF-HIDSS-0002)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2021
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