Search for supersymmetry with a compressed mass spectrum in events with a soft τ lepton, a highly energetic jet, and large missing transverse momentum in proton-proton collisions at √s = 13 TeV

A. M. Sirunyan, A. Tumasyan, W. Adam, F. Ambrogi, T. Bergauer, J. Brandstetter, M. Dragicevic, J. Ero, A. Escalante Del Valle, M. Flechl, R. Fruhwirth, M. Jeitler, N. Krammer, I. Kratschmer, D. Liko, T. Madlener, I. Mikulec, N. Rad, J. Schieck, R. SchofbeckM. Spanring, D. Spitzbart, W. Waltenberger, C. E. Wulz, M. Zarucki, V. Drugakov, V. Mossolov, J. Suarez Gonzalez, M. R. Darwish, E. A. De Wolf, D. Di Croce, X. Janssen, A. Lelek, M. Pieters, H. Rejeb Sfar, H. Van Haevermaet, P. Van Mechelen, S. Van Putte, N. Van Remortel, F. Blekman, E. S. Bols, S. S. Chhibra, J. D'Hondt, J. De Clercq, D. Lontkovskyi, S. Lowette, I. Marchesini, S. Moortgat, Q. Python, K. Skovpen, S. Tavernier, W. Van Doninck, P. Van Mulders, D. Beghin, B. Bilin, H. Brun, B. Clerbaux, G. De Lentdecker, H. Delannoy, B. Dorney, L. Favart, A. Grebenyuk, A. K. Kalsi, A. Popov, N. Postiau, E. Starling, L. Thomas, C. Vander Velde, P. Vanlaer, D. Vannerom, T. Cornelis, D. Dobur, I. Khvastunov, M. Niedziela, C. Roskas, M. Tytgat, W. Verbeke, B. Vermassen, M. Vit, O. Bondu, G. Bruno, C. Caputo, P. David, C. Delaere, M. Delcourt, A. Giammanco, V. Lemaitre, J. Prisciandaro, A. Saggio, M. Vidal Marono, P. Vischia, J. Zobec, F. L. Alves, G. A. Alves, G. Correia Silva, C. Hensel, A. Moraes, P. Rebello Teles, E. Belchior Batista Das Chagas, W. Carvalho, J. Chinellato, E. Coelho, E. M. Da Costa, G. G. Da Silveira, D. De Jesus Damiao, C. De Oliveira Martins, S. Fonseca De Souza, L. M. Huertas Guativa, H. Malbouisson, J. Martins, D. Matos Figueiredo, M. Medina Jaime, M. Melo De Almeida, C. Mora Herrera, L. Mundim, H. Nogima, W. L. Prado Da Silva, L. J. Sanchez Rosas, A. Santoro, A. Sznajder, M. Thiel, E. J. Tonelli Manganote, F. Torres Da Silva De Araujo, A. Vilela Pereira, G. M. Chen, H. S. Chen, M. Chen, C. H. Jiang, D. Leggat, H. Liao, Z. Liu, A. Spiezia, J. Tao, E. Yazgan, H. Zhang, S. Zhang, J. Zhao, A. Agapitos, Y. Ban, G. Chen, A. Levin, J. Li, L. Li, Q. Li, Y. Mao, S. J. Qian, D. Wang, Q. Wang, M. Ahmad, Z. Hu, Y. Wang, M. Xiao, C. Avila, A. Cabrera, C. Florez, C. F. Gonzalez Hernandez, M. A. Segura Delgado, J. Mejia Guisao, J. D. Ruiz Alvarez, C. A. Salazar Gonzalez, N. Vanegas Arbelaez, S. Ahuja, C. Amendola, F. Beaudette, P. Busson, C. Charlot, B. Diab, G. Falmagne, R. Granier De Cassagnac, I. Kucher, A. Lobanov, C. Martin Perez, M. Nguyen, C. Ochando, P. Paganini, J. Rembser, R. Salerno, J. B. Sauvan, Y. Sirois, A. Zabi, A. Zghiche, J. L. Agram, J. Andrea, D. Bloch, G. Bourgatte, J. M. Brom, E. C. Chabert, C. Collard, E. Conte, J. C. Fontaine, D. Gele, U. Goerlach, M. Jansova, A. C. Le Bihan, N. Tonon, P. Van Hove, M. Aldaya Martin, P. Asmuss, I. Babounikau, H. Bakhshiansohi, K. Beernaert, O. Behnke, A. Bermudez Martínez, D. Bertsche, A. A. Bin Anuar, K. Borras, V. Botta, A. Campbell, A. Cardini, P. Connor, S. Consuegra Rodríguez, C. Contreras-Campana, V. Danilov, A. De Wit, M. M. Defranchis, C. Diez Pardos, D. Domínguez Damiani, G. Eckerlin, D. Eckstein, T. Eichhorn, A. Elwood, E. Eren, E. Gallo, A. Geiser, A. Grohsjean, M. Guthoff, M. Haranko, A. Harb, A. Jafari, N. Z. Jomhari, H. Jung, A. Kasem, M. Kasemann, H. Kaveh, J. Keaveney, C. Kleinwort, J. Knolle, D. Krucker, W. Lange, T. Lenz, J. Lidrych, K. Lipka, W. Lohmann, R. Mankel, I. A. Melzer-Pellmann, A. B. Meyer, M. Meyer, M. Missiroli, G. Mittag, J. Mnich, A. Mussgiller, V. Myronenko, D. Perez Adán, S. K. Pflitsch, D. Pitzl, A. Raspereza, A. Saibel, M. Savitskyi, V. Scheurer, P. Schutze, C. Schwanenberger, R. Shevchenko, A. Singh, H. Tholen, O. Turkot, A. Vagnerini, M. Van De Klundert, R. Walsh, Y. Wen, K. Wichmann, C. Wissing, O. Zenaiev, R. Zlebcik, R. Aggleton, S. Bein, L. Benato, A. Benecke, V. Blobel, T. Dreyer, A. Ebrahimi, F. Feindt, A. Frohlich, C. Garbers, E. Garutti, D. Gonzalez, P. Gunnellini, J. Haller, A. Hinzmann, A. Karavdina, G. Kasieczka, R. Klanner, R. Kogler, N. Kovalchuk, S. Kurz, V. Kutzner, J. Lange, T. Lange, A. Malara, J. Multhaup, C. E.N. Niemeyer, A. Perieanu, A. Reimers, O. Rieger, C. Scharf, P. Schleper, S. Schumann, J. Schwandt, J. Sonneveld, H. Stadie, G. Steinbruck, F. M. Stober, B. Vormwald, I. Zoi, M. Akbiyik, C. Barth, M. Baselga, S. Baur, T. Berger, E. Butz, R. Caspart, T. Chwalek, W. De Boer, A. Dierlamm, K. El Morabit, N. Faltermann, M. Giffels, P. Goldenzweig, A. Gottmann, M. A. Harrendorf, F. Hartmann, U. Husemann, S. Kudella, S. Mitra, M. U. Mozer, D. Muller, Th Muller, M. Musich, A. Nürnberg, G. Quast, K. Rabbertz, M. Schroder, I. Shvetsov, H. J. Simonis, R. Ulrich, M. Wassmer, M. Weber, C. Wohrmann, R. Wolf, M. Aguilar-Benitez, J. Alcaraz Maestre, A. Lvarez Fernandez, I. Bachiller, M. Barrio Luna, Cristina F. Bedoya, J. A. Brochero Cifuentes, C. A. Carrillo Montoya, M. Cepeda, M. Cerrada, N. Colino, B. De La Cruz, A. Delgado Peris, J. P. Fernandez Ramos, J. Flix, M. C. Fouz, O. Gonzalez Lopez, S. Goy Lopez, J. M. Hernandez, M. I. Josa, D. Moran, Navarro Tobar, A. Perez-Calero Yzquierdo, J. Puerta Pelayo, I. Redondo, L. Romero, S. Sanchez Navas, M. S. Soares, A. Triossi, C. Willmott, D. Abbaneo, B. Akgun, E. Auffray, G. Auzinger, J. Baechler, P. Baillon, A. H. Ball, D. Barney, J. Bendavid, M. Bianco, A. Bocci, P. Bortignon, E. Bossini, C. Botta, E. Brondolin, T. Camporesi, A. Caratelli, G. Cerminara, E. Chapon, G. Cucciati, D. D'Enterria, A. Dabrowski, N. Daci, V. Daponte, A. David, O. Davignon, A. De Roeck, M. Deile, M. Dobson, M. Dunser, N. Dupont, A. Elliott-Peisert, N. Emriskova, F. Fallavollita, D. Fasanella, S. Fiorendi, G. Franzoni, J. Fulcher, W. Funk, S. Giani, D. Gigi, A. Gilbert, K. Gill, F. Glege, L. Gouskos, M. Gruchala, M. Guilbaud, D. Gulhan, J. Hegeman, C. Heidegger, Y. Iiyama, V. Innocente, T. James, P. Janot, O. Karacheban, J. Kaspar, J. Kieseler, M. Krammer, N. Kratochwil, C. Lange, P. Lecoq, C. Lourenço, L. Malgeri, M. Mannelli, A. Massironi, F. Meijers, J. A. Merlin, S. Mersi, E. Meschi, F. Moortgat, M. Mulders, J. Ngadiuba, J. Niedziela, S. Nourbakhsh, S. Orfanelli, L. Orsini, F. Pantaleo, L. Pape, E. Perez, M. Peruzzi, A. Petrilli, G. Petrucciani, A. Pfeiffer, M. Pierini, F. M. Pitters, D. Rabady, A. Racz, M. Rieger, M. Rovere, H. Sakulin, J. SalfeldNebgen, C. Schafer, C. Schwick, M. Selvaggi, A. Sharma, P. Silva, W. Snoeys, P. Sphicas, J. Steggemann, S. Summers, V. R. Tavolaro, D. Treille, A. Tsirou, G. P. Van Onsem, A. Vartak, M. Verzetti, W. D. Zeuner, L. Caminada, K. Deiters, W. Erdmann, R. Horisberger, Q. Ingram, H. C. Kaestli, D. Kotlinski, U. Langenegger, T. Rohe, S. A. Wiederkehr, M. Backhaus, P. Berger, N. Chernyavskaya, G. Dissertori, M. Dittmar, M. Donega, C. Dorfer, T. A. Gomez Espinosa, C. Grab, D. Hits, W. Lustermann, R. A. Manzoni, M. T. Meinhard, F. Micheli, P. Musella, F. Nessi-Tedaldi, F. Pauss, G. Perrin, L. Perrozzi, S. Pigazzini, M. G. Ratti, M. Reichmann, C. Reissel, T. Reitenspiess, B. Ristic, D. Ruini, D. A. Sanz Becerra, M. Schonenberger, L. Shchutska, M. L. Vesterbacka Olsson, R. Wallny, D. H. Zhu, T. K. Aarrestad, C. Amsler, D. Brzhechko, M. F. Canelli, A. De Cosa, R. Del Burgo, B. Kilminster, S. Leontsinis, V. M. Mikuni, I. Neutelings, G. Rauco, P. Robmann, K. Schweiger, C. Seitz, Y. Takahashi, S. Wertz, A. Zucchetta, G. Benelli, B. Burkle, X. Coubez, D. Cutts, Y. T. Duh, M. Hadley, U. Heintz, J. M. Hogan, K. H.M. Kwok, E. Laird, G. Landsberg, K. T. Lau, J. Lee, Z. Mao, M. Narain, S. Sagir, R. Syarif, E. Usai, D. Yu, W. Zhang, R. Band, C. Brainerd, R. Breedon, M. Calderon De La Barca Sanchez, M. Chertok, J. Conway, R. Conway, P. T. Cox, R. Erbacher, C. Flores, G. Funk, F. Jensen, W. Ko, O. Kukral, R. Lander, M. Mulhearn, D. Pellett, J. Pilot, M. Shi, D. Taylor, K. Tos, M. Tripathi, Z. Wang, F. Zhang, M. Bachtis, C. Bravo, R. Cousins, A. Dasgupta, A. Florent, J. Hauser, M. Ignatenko, N. McColl, W. A. Nash, S. Regnard, D. Saltzberg, C. Schnaible, B. Stone, V. Valuev, K. Burt, Y. Chen, R. Clare, J. W. Gary, S. M.A. Ghiasi Shirazi, G. Hanson, G. Karapostoli, E. Kennedy, O. R. Long, M. Olmedo Negrete, M. I. Paneva, W. Si, L. Wang, S. Wimpenny, B. R. Yates, Y. Zhang, D. Acosta, P. Avery, D. Bourilkov, A. Brinkerhoff, L. Cadamuro, A. Carnes, V. Cherepanov, F. Errico, R. D. Field, S. V. Gleyzer, B. M. Joshi, M. Kim, J. Konigsberg, A. Korytov, K. H. Lo, P. Ma, K. Matchev, N. Menendez, G. Mitselmakher, D. Rosenzweig, K. Shi, J. Wang, S. Wang, X. Zuo, N. Akchurin, J. Damgov, F. De Guio, V. Hegde, S. Kunori, K. Lamichhane, S. W. Lee, T. Mengke, S. Muthumuni, T. Peltola, S. Undleeb, I. Volobouev, Z. Wang, A. Whitbeck, S. Greene, A. Gurrola, R. Janjam, W. Johns, C. Maguire, A. Melo, H. Ni, K. Padeken, F. Romeo, P. Sheldon, S. Starko, S. Tuo, J. Velkovska, M. Verweij, M. W. Arenton, P. Barria, B. Cox, G. Cummings, J. Hakala, R. Hirosky, M. Joyce, A. Ledovskoy, C. Neu, B. Tannenwald, Y. Wang, E. Wolfe, F. Xia, R. Harr, P. E. Karchin, N. Poudyal, J. Sturdy, P. Thapa, T. Bose, J. Buchanan, C. Caillol, D. Carlsmith, S. Dasu, I. De Bruyn, L. Dodd, F. Fiori, C. Galloni, H. He, M. Herndon, A. Herve, U. Hussain, P. Klabbers, A. Lanaro, A. Loeliger, K. Long, R. Loveless, J. Madhusudanan Sreekala, D. Pinna, T. Ruggles, A. Savin, V. Sharma, W. H. Smith, D. Teague, S. Trembath-Reichert, N. Woods

Research output: Contribution to journalArticlepeer-review

Abstract

The first search for supersymmetry in events with an experimental signature of one soft, hadronically decaying τ lepton, one energetic jet from initial-state radiation, and large transverse momentum imbalance is presented. These event signatures are consistent with direct or indirect production of scalar τ leptons (τ) in supersymmetric models that exhibit coannihilation between the τ and the lightest neutralino (Χ01), and that could generate the observed relic density of dark matter. The data correspond to an integrated luminosity of 77.2 fb-1of proton-proton collisions at √s = 13 TeV collected with the CMS detector at the LHC in 2016 and 2017. The results are interpreted in a supersymmetric scenario with a small mass difference (Δm) between the chargino (Χ±1) or next-to-lightest neutralino (Χ02), and the Χ01. The mass of the τ is assumed to be the average of the Χ±1and Χ01masses. The data are consistent with standard model background predictions. Upper limits at 95% confidence level are set on the sum of the Χ±1, Χ02, and Τ production cross sections for Δm(Χ±1, Χ01) = 50 GeV, resulting in a lower limit of 290 GeV on the mass of the Χ±1, which is the most stringent to date and surpasses the bounds from the LEP experiments.

Original languageEnglish
JournalUnknown Journal
StatePublished - Oct 2 2019

Fingerprint Dive into the research topics of 'Search for supersymmetry with a compressed mass spectrum in events with a soft τ lepton, a highly energetic jet, and large missing transverse momentum in proton-proton collisions at √s = 13 TeV'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this