Search for long-lived particles using displaced vertices with low-momentum tracks in proton-proton collisions at $\sqrt{s}=13$ TeV
Year: 2026
Type: article
Abstract: A search for long-lived particles using final states including a displaced vertex with low-momentum tracks, large missing transverse momentum, and a jet from initial-state radiation is presented. This search uses proton-proton collision data at a center-of-mass energy of 13 TeV collected by the CMS experiment at the CERN LHC in 2017 and 2018, with a total integrated luminosity of 100 fb$^{−1}$. This analysis adopts specific supersymmetric (SUSY) coannihilation scenarios as benchmark signal models, characterized by a next-to-lightest SUSY particle (NLSP) with a mass difference of less than 25 GeV relative to the lightest SUSY particle, assumed to be a bino-like neutralino. In the top squark ($\overline{t}$) NLSP model, the NLSP is a long-lived $\overline{t}$, while in the bino-wino NLSP scenario, the mass-degenerate NLSPs are a wino-like long-lived neutralino and a short-lived chargino. The search excludes top squarks with masses less than 400–1100 GeV and wino-like neutralinos with masses less than 220–550 GeV, depending on the signal parameters, including the mass difference, mass, and lifetime of the long-lived particle. It sets the most stringent limits to date for the $\overline{t}$ and bino-wino NLSP models.
Source: KITopen
Authors: CMS Collaboration, Hayrapetyan, A., Makarenko, V., Tumasyan, A., Adam, W., Andrejkovic, J. W., Benato, L., Bergauer, T., Dragicevic, M., Giordano, C., Güven, A. K., Hussain, P. S., Jeitler, M., Krammer, N., Li, A., Liko, D., Matthewman, M., Mikulec, I., Schieck, J., Schwarz, D., Schöfbeck, R., Shooshtari, M., Sonawane, M., Waltenberger, W., Wulz, C.-E., Janssen, T., Kwon, H., Ocampo Henao, D., Van Laer, T., Van Mechelen, P., Bierkens, J., Breugelmans, N., D’Hondt, J., Dansana, S., De Moor, A., Delcourt, M., Heyen, F., Hong, Y., Kashko, P., Lowette, S., Makarenko, I., Müller, D., Song, J., Tavernier, S., Tytgat, M., Van Onsem, G. P., Van Putte, S., Vannerom, D., Bilin, B., Clerbaux, B., Das, A. K., De Bruyn, I., De Lentdecker, G., Evard, H., Favart, L., Gianneios, P., Khalilzadeh, A., Khan, F. A., Malara, A., Shahzad, M. A., Thomas, L., Vanden Bemden, M., Vander Velde, C., Vanlaer, P., Zhang, F., De Coen, M., Dobur, D., Gokbulut, G., Knolle, J., Marckx, D., Skovpen, K., Tomaru, A. M., Van Den Bossche, N., van der Linden, J., Vandenbroeck, J., Wezenbeek, L., Bein, S., Benecke, A., Bethani, A., Bruno, G., Cappati, A., De Favereau De Jeneret, J., Delaere, C., Giammanco, A., Guzel, A. O., Lemaitre, V., Lidrych, J., Malek, P., Mastrapasqua, P., Turkcapar, S., Alves, G. A., Barroso Ferreira Filho, M., Coelho, E., Hensel, C., Menezes De Oliveira, T., Mora Herrera, C., Rebello Teles, P., Soeiro, M., Tonelli Manganote, E. J., Vilela Pereira, A., Aldá Júnior, W. L., Brandao Malbouisson, H., Carvalho, W., Chinellato, J., Costa Reis, M., Da Costa, E. M., Da Silveira, G. G., De Jesus Damiao, D., Fonseca De Souza, S., Gomes De Souza, R., Jesus, S. S., Laux Kuhn, T., Macedo, M., Mota Amarilo, K., Mundim, L., Nogima, H., Pinheiro, J. 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G., Härringer, N., Lustermann, W., Malucchi, M., Manzoni, R. A., Marchese, L., Mascellani, A., Nessi-Tedaldi, F., Pauss, F., Perovic, V., Ristic, B., Seidita, R., Steggemann, J., Tarabini, A., Valsecchi, D., Wallny, R., Amsler, C., Bilandzija, F., Bärtschi, P., Canelli, M. F., Celotto, G., Cormier, K., Huwiler, M., Jin, W., Jofrehei, A., Kilminster, B., Kwok, T. H., Leontsinis, S., Lukashenko, V., Macchiolo, A., Meng, F., Missiroli, M., Motta, J., Robmann, P., Senger, M., Shokr, E., Stäger, F., Tramontano, R., Viscone, P., Bhowmik, D., Kuo, C. M., Rout, P. K., Taj, S., Tiwari, P. C., Ceard, L., Chen, K. F., Chen, Z. g., De Iorio, A., Hou, W.-S., Hsu, T. h., Kao, Y. w., Karmakar, S., Kole, G., Li, Y. y., Lu, R.-S., Paganis, E., Su, X. f., Thomas-Wilsker, J., Tsai, L. s., Tsionou, D., Wu, H. y., Yazgan, E., Asawatangtrakuldee, C., Srimanobhas, N., Maghrbi, Y., Agyel, D., Dolek, F., Dumanoglu, I., Guler, Y., Gurpinar Guler, E., Isik, C., Kara, O., Kayis Topaksu, A., Komurcu, Y., Onengut, G., Ozdemir, K., Tali, B., Tok, U. G., Uslan, E., Zorbakir, I. S., Sen, S., Yalvac, M., Akgun, B., Atakisi, I. O., Gülmez, E., Kaya, M., Kaya, O., Sarkisla, M. A., Tekten, S., Boncukcu, D., Cakir, A., Cankocak, K., Hacisahinoglu, B., Hos, I., Kaynak, B., Ozkorucuklu, S., Potok, O., Sert, H., Simsek, C., Zorbilmez, C., Cerci, S., Dozen, C., Isildak, B., Simsek, E., Sunar Cerci, D., Yetkin, T., Boyaryntsev, A., Dadazhanova, O., Grynyov, B., Levchuk, L., Brooke, J. J., Bundock, A., Bury, F., Clement, E., Cussans, D., Dharmender, D., Flacher, H., Goldstein, J., Heath, H. F., Holmberg, M.-L., Kreczko, L., Paramesvaran, S., Robertshaw, L., Sanjrani, M. S., Segal, J., Smith, V. J., Ball, A. H., Bell, K. W., Belyaev, A., Brew, C., Brown, R. M., Cockerill, D. J. A., Elliot, A., Ellis, K. V., Gajownik, J., Harder, K., Harper, S., Linacre, J., Manolopoulos, K., Moallemi, M., Newbold, D. M., Olaiya, E., Petyt, D., Reis, T., Sahasransu, A. R., Salvi, G., Schuh, T., Shepherd-Themistocleous, C. H., Tomalin, I. R., Whalen, K. C., Williams, T., Andreou, I., Bainbridge, R., Bloch, P., Buchmuller, O., Carrillo Montoya, C. A., Colling, D., Das, I., Dauncey, P., Davies, G., Della Negra, M., Fayer, S., Fedi, G., Hall, G., Hoorani, H. R., Howard, A., Iles, G., Knight, C. R., Krueper, P., Langford, J., Law, K. H., León Holgado, J., Lyons, L., Magnan, A.-M., Maier, B., Mallios, S., Mastronikolis, A., Mieskolainen, M., Nash, J., Pesaresi, M., Pradeep, P. B., Radburn-Smith, B. C., Richards, A., Rose, A., Russell, L., Savva, K., Seez, C., Shukla, R., Tapper, A., Uchida, K., Uttley, G. P., Virdee, T., Vojinovic, M., Wardle, N., Winterbottom, D., Cole, J. E., Khan, A., Kyberd, P., Reid, I. D., Abdullin, S., Brinkerhoff, A., Collins, E., Darwish, M. R., Dittmann, J., Hatakeyama, K., Hegde, V., Hiltbrand, J., McMaster, B., Samudio, J., Sawant, S., Sutantawibul, C., Wilson, J., Hogan, J. M., Bartek, R., Dominguez, A., Raj, S., Simsek, A. E., Yu, S. S., Bam, B., Buchot Perraguin, A., Campbell, S., Chudasama, R., Cooper, S. I., Crovella, C., Fidalgo, G., Gleyzer, S. V., Khukhunaishvili, A., Matchev, K., Pearson, E., Perez, C. U., Rumerio, P., Usai, E., Yi, R., Cholak, S., De Castro, G., Demiragli, Z., Erice, C., Fangmeier, C., Fernandez Madrazo, C., Fontanesi, E., Fulcher, J., Golf, F., Jeon, S., O’Cain, J., Reed, I., Rohlf, J., Salyer, K., Sperka, D., Spitzbart, D., Suarez, I., Tsatsos, A., Wurtz, E., Zecchinelli, A. 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A., Harilal, A., Kallil Tharayil, A., Kanemura, M., Liu, C., Marchegiani, M., Meiring, P., Mudholkar, T., Murthy, S., Palit, P., Park, K., Paulini, M., Roberts, A., Sanchez, A., Terrill, W., Cumalat, J. P., Ford, W. T., Hart, A., Kwan, S., Pearkes, J., Savard, C., Schonbeck, N., Stenson, K., Ulmer, K. A., Wagner, S. R., Zipper, N., Zuolo, D., Alexander, J., Chen, X., Dickinson, J., Duquette, A., Fan, J., Fan, X., Grassi, J., Hogan, S., Kotamnives, P., Monroy, J., Niendorf, G., Oshiro, M., Patterson, J. R., Ryd, A., Thom, J., Wittich, P., Zou, R., Zygala, L., Albrow, M., Alyari, M., Amram, O., Apollinari, G., Apresyan, A., Bauerdick, L. A. T., Berry, D., Berryhill, J., Bhat, P. C., Burkett, K., Butler, J. N., Canepa, A., Cerati, G. B., Cheung, H. W. K., Chlebana, F., Cosby, C., Cummings, G., Dutta, I., Elvira, V. D., Freeman, J., Gandrakota, A., Gecse, Z., Gray, L., Green, D., Grummer, A., Grünendahl, S., Guerrero, D., Gutsche, O., Harris, R. M., Herwig, T. 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I., Paus, C., Reissel, C., Roland, C., Roland, G., Rothman, S., Sheng, T. a., Stephans, G. S. F., Walter, D., Wang, Z., Wyslouch, B., Yang, T. J., Crossman, B., Jackson, W. J., Kapsiak, C., Krohn, M., Mahon, D., Mans, J., Marzocchi, B., Rusack, R., Sancar, O., Saradhy, R., Strobbe, N., Bloom, K., Claes, D. R., Haza, G., Hossain, J., Joo, C., Kravchenko, I., Rohilla, A., Siado, J. E., Tabb, W., Vagnerini, A., Wightman, A., Yan, F., Bandyopadhyay, H., Hay, L., Hsia, H. w., Iashvili, I., Kalogeropoulos, A., Kharchilava, A., Mandal, A., Morris, M., Nguyen, D., Rappoccio, S., Rejeb Sfar, H., Williams, A., Young, P., Yu, D., Alverson, G., Barberis, E., Bonilla, J., Bylsma, B., Campana, M., Dervan, J., Haddad, Y., Han, Y., Israr, I., Krishna, A., Lu, M., Manganelli, N., Mccarthy, R., Morse, D. M., Orimoto, T., Skinnari, L., Thoreson, C. S., Tsai, E., Wood, D., Dittmer, S., Hahn, K. A., Mcginnis, M., Miao, Y., Monk, D. G., Schmitt, M. H., Taliercio, A., Velasco, M., Wang, J., Agarwal, G., Band, R., Bucci, R., Castells, S., Das, A., Ehnis, A., Goldouzian, R., Hildreth, M., Hurtado Anampa, K., Ivanov, T., Jessop, C., Karneyeu, A., Lannon, K., Lawrence, J., Loukas, N., Lutton, L., Mariano, J., Marinelli, N., Mcalister, I., McCauley, T., Mcgrady, C., Moore, C., Musienko, Y., Nelson, H., Osherson, M., Piccinelli, A., Ruchti, R., Townsend, A., Wan, Y., Wayne, M., Yockey, H., Basnet, A., Carrigan, M., De Los Santos, R., Durkin, L. S., Hill, C., Joyce, M., Nunez Ornelas, M., Wenzl, D. A., Winer, B. L., Yates, B. R., Bouchamaoui, H., Dezoort, G., Elmer, P., Frankenthal, A., Galli, M., Greenberg, B., Haubrich, N., Kennedy, K., Kopp, G., Lai, Y., Lange, D., Loeliger, A., Marlow, D., Ojalvo, I., Olsen, J., Simpson, F., Stickland, D., Tully, C., Malik, S., Sharma, R., Chandra, S., Chawla, R., Gu, A., Gutay, L., Jones, M., Jung, A. W., Kondratyev, D., Liu, M., Negro, G., Neumeister, N., Paspalaki, G., Piperov, S., Saha, N. R., Schulte, J. F., Wang, F., Wildridge, A., Xie, W., Yao, Y., Zhong, Y., Parashar, N., Pathak, A., Shumka, E., Acosta, D., Agrawal, A., Arbour, C., Carnahan, T., Das, P., Ecklund, K. M., Freed, S., Geurts, F. J. M., Huang, T., Krommydas, I., Lewis, N., Li, W., Lin, J., Miguel Colin, O., Padley, B. P., Redjimi, R., Rotter, J., Wulansatiti, M., Yigitbasi, E., Zhang, Y., Bessidskaia Bylund, O., Bodek, A., de Barbaro, P., Demina, R., Garcia-Bellido, A., Hare, H. S., Hindrichs, O., Parmar, N., Parygin, P., Seo, H., Taus, R., Chiarito, B., Chou, J. P., Clark, S. V., Donnelly, S., Gadkari, D., Gershtein, Y., Halkiadakis, E., Houghton, C., Jaroslawski, D., Kobert, A., Konstantinou, S., Laflotte, I., Lath, A., Martins, J., Perez Prada, M., Rand, B., Reichert, J., Saha, P., Salur, S., Schnetzer, S., Somalwar, S., Stone, R., Thayil, S. A., Thomas, S., Vora, J., Ally, D., Delannoy, A. G., Fiorendi, S., Harris, J., Holmes, T., Kanuganti, A. R., Karunarathna, N., Lawless, J., Lee, L., Nibigira, E., Skipworth, B., Spanier, S., Aebi, D., Ahmad, M., Akhter, T., Androsov, K., Bolshov, A., Bouhali, O., Cagnotta, A., D’Amante, V., Eusebi, R., Flanagan, P., Gilmore, J., Guo, Y., Kamon, T., Luo, S., Mueller, R., Safonov, A., Akchurin, N., Damgov, J., Feng, Y., Gogate, N., Kazhykarim, Y., Lamichhane, K., Lee, S. W., Madrid, C., Mankel, A., Peltola, T., Volobouev, I., Appelt, E., Chen, Y., Greene, S., Gurrola, A., Johns, W., Kunnawalkam Elayavalli, R., Melo, A., Rathjens, D., Romeo, F., Sheldon, P., Tuo, S., Velkovska, J., Viinikainen, J., Zhang, J., Cardwell, B., Chung, H., Cox, B., Hakala, J., Hamilton Ilha Machado, G., Hirosky, R., Jose, M., Ledovskoy, A., Mantilla, C., Neu, C., Ramón Álvarez, C., Wu, Z., Bhattacharya, S., Karchin, P. E., Aravind, A., Banerjee, S., Black, K., Bose, T., Chavez, E., Dasu, S., Everaerts, P., Galloni, C., He, H., Herndon, M., Herve, A., Koraka, C. K., Lomte, S., Loveless, R., Mallampalli, A., Mohammadi, A., Mondal, S., Nelson, T., Parida, G., Pinna, D., Pétré, L., Savin, A., Shang, V., Sharma, V., Smith, W. H., Teague, D., Tsoi, H. F., Vetens, W., Warden, A., Afanasiev, S., Alexakhin, V., Andreev, Yu, Aushev, T., Budkouski, D., Chistov, R., Danilov, M., Dimova, T., Ershov, A., Gninenko, S., Gorbunov, I., Gribushin, A., Kamenev, A., Karjavine, V., Kirsanov, M., Klyukhin, V., Kodolova, O., Korenkov, V., Korsakov, I., Kozyrev, A., Krasnikov, N., Lanev, A., Malakhov, A., Matveev, V., Nikitenko, A., Palichik, V., Perelygin, V., Petrushanko, S., Polikarpov, S., Radchenko, O., Savina, M., Shalaev, V., Shmatov, S., Shulha, S., Skovpen, Y., Slizhevskiy, K., Smirnov, V., Teryaev, O., Tlisova, I., Toropin, A., Voytishin, N., Zarubin, A., Zhizhin, I., Boos, E., Bunichev, V., Dubinin, M., Dudko, L., Kim, V., Murzin, V., Oreshkin, V.
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Subfield: Nuclear and High Energy Physics
Field: Physics and Astronomy
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