Search for massive long-lived particles decaying semileptonically at √s = 13 TeV

Aaij, R. et al. (2022) Search for massive long-lived particles decaying semileptonically at √s = 13 TeV. European Physical Journal C, 82(4), 373. (doi: 10.1140/epjc/s10052-022-10186-3)

Abstract

A search is performed for massive long-lived particles (LLPs) decaying semileptonically into a muon and two quarks. Two kinds of LLP production processes were considered. In the first, a Higgs-like boson with mass from 30 to 200\,GeV\!/c2 is produced by gluon fusion and decays into two LLPs. The analysis covers LLP mass values from 10\,GeV\!/c2 up to about one half the Higgs-like boson mass. The second LLP production mode is directly from quark interactions, with LLP masses from 10 to 90\,GeV\!/c2. The LLP lifetimes considered range from 5 to 200 ps. This study uses LHCb data collected from proton-proton collisions at √s = 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 5.4\,fb-1. No evidence of these long-lived states has been observed, and upper limits on the production cross-section times branching ratio have been set for each model considered.

• Item Type: Articles
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Seman Bobulska, Dana and Alexander, Dr Michael and Soler, Professor Paul and Robertson, Mr Gary and Schiller, Dr Manuel and McHugh, Niall and Friday, David and Douglas, Lauren and Coombs, George and Spradlin, Dr Patrick and Cooke, Miss Naomi and Petric, Dr Marko and Eklund, Prof Lars and Longstaff, Iain Richard
• Authors: Aaij, R., Abdelmotteleb, A. S. W., Abellán Beteta, C., Abudinen Gallego, F. J., Ackernley, T., Adeva, B., Adinolfi, M., Afsharnia, H., Agapopoulou, C., Aidala, C. A., Aiola, S., Ajaltouni, Z., Akar, S., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Aliouche, Z., Alkhazov, G., Alvarez Cartelle, P., Amato, S., Amey, J. L., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andreianov, A., Andreotti, M., Archilli, F., Artamonov, A., Artuso, M., Arzymatov, K., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bachmann, S., Bachmayer, M., Back, J. J., Baladron Rodriguez, P., Balagura, V., Baldini, W., Baptista Leite, J., Barbetti, M., Barlow, R. J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Baryshnikov, F., Basels, J. 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• Journal Name: European Physical Journal C
• Publisher: Springer
• ISSN: 1434-6044
• ISSN (Online): 1434-6052
• Published Online: 28 April 2022
• Copyright Holders: Copyright © 2022 CERN for the benefit of the LHCb collaboration
• First Published: First published in European Physical Journal C 82(4): 373
• Publisher Policy: Reproduced under a Creative Commons License