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Journal Article PUBDB-2023-03854
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Search for top squarks in the four-body decay mode with single lepton final states in proton-proton collisions at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV

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2023
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 06(6), 060 () [10.1007/JHEP06(2023)060]
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Report No.: CERN-EP-2022-254; CMS-SUS-21-003; arXiv:2301.08096

Abstract: A search for the pair production of the lightest supersymmetric partner of the top quark, the top squark ($ {\overset{\sim }{\textrm{t}}}_1 $), is presented. The search targets the four-body decay of the $ {\overset{\sim }{\textrm{t}}}_1 $, which is preferred when the mass difference between the top squark and the lightest supersymmetric particle is smaller than the mass of the W boson. This decay mode consists of a bottom quark, two other fermions, and the lightest neutralino ($ {\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $), which is assumed to be the lightest supersymmetric particle. The data correspond to an integrated luminosity of 138 fb$^{−1}$ of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV collected by the CMS experiment at the CERN LHC. Events are selected using the presence of a high-momentum jet, an electron or muon with low transverse momentum, and a significant missing transverse momentum. The signal is selected based on a multivariate approach that is optimized for the difference between m($ {\overset{\sim }{\textrm{t}}}_1 $) and m($ {\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $). The contribution from leading background processes is estimated from data. No significant excess is observed above the expectation from standard model processes. The results of this search exclude top squarks at 95% confidence level for masses up to 480 and 700 GeV for m($ {\overset{\sim }{\textrm{t}}}_1 $) − m($ {\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $) = 10 and 80 GeV, respectively.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): p p: scattering ; p p: colliding beams ; transverse momentum: missing-energy ; W: mass ; transverse momentum: low ; squark: pair production ; sparticle: pair production ; stop: pair production ; stop: decay modes ; muon ; electron ; neutralino: LSP ; final state: ((n)jet lepton) ; jet: bottom ; bottom: particle identification ; CERN Lab ; mass difference: (stop LSP) ; stop: mass: lower limit ; CERN LHC Coll ; supersymmetry ; background ; CMS ; experimental results ; 13000 GeV-cms ; Hadron-Hadron Scattering ; Supersymmetry ; Top Squark

Classification:
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)
  3. DFG project 390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2023
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; SCOAP3 OpenAccess ; DOAJ ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; DOAJ Seal ; Ebsco Academic Search ; Essential Science Indicators ; IF >= 5 ; JCR ; National-Konsortium ; SCOAP3 sponsored Journal ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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