Abstract
Several models of physics beyond the Standard Model predict the existence of dark photons, light neutral particles decaying into collimated leptons or light hadrons. This paper presents a search for long-lived dark photons produced from the decay of a Higgs boson or a heavy scalar boson and decaying into displaced collimated Standard Model fermions. The search uses data corresponding to an integrated luminosity of 36.1 fb-1 collected in proton–proton collisions at √s = 13 Te recorded in 2015–2016 with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The observed number of events is consistent with the expected background, and limits on the production cross section times branching fraction as a function of the proper decay length of the dark photon are reported. A cross section times branching fraction above 4 pb is excluded for a Higgs boson decaying into two dark photons for dark-photon decay lengths between 1.5 mm and 307 mm.
Original language | English |
---|---|
Article number | 450 |
Pages (from-to) | 1-29 |
Number of pages | 29 |
Journal | European Physical Journal C |
Volume | 80 |
Issue number | 5 |
DOIs | |
Publication status | Published - May 2020 |
Externally published | Yes |
Bibliographical note
Copyright the Author(s) 2020. Version archived for private and non-commercial use with the permission of the author/s and according to publisher conditions. For further rights please contact the publisher.Cite this
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In: European Physical Journal C, Vol. 80, No. 5, 450, 05.2020, p. 1-29.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Search for light long-lived neutral particles produced in pp collisions at √s = 13TeV and decaying into collimated leptons or light hadrons with the ATLAS detector
AU - ATLAS Collaboration
AU - Aad, G.
AU - Abbott, B.
AU - Abbott, D. C.
AU - Abud, A. Abed
AU - Abeling, K.
AU - Abhayasinghe, D. K.
AU - Abidi, S. H.
AU - AbouZeid, O. S.
AU - Abraham, N. L.
AU - Abramowicz, H.
AU - Abreu, H.
AU - Abulaiti, Y.
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AU - Agaras, M. N.
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AU - Aielli, G.
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AU - Alonso, F.
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AU - Andrei, V.
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AU - Bechtle, P.
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AU - Beck, H. P.
AU - Becker, K.
AU - Becker, M.
AU - Becot, C.
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AU - Beddall, A. J.
AU - Bednyakov, V. A.
AU - Bedognetti, M.
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AU - Beisiegel, F.
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AU - Shojaii, J.
N1 - Copyright the Author(s) 2020. Version archived for private and non-commercial use with the permission of the author/s and according to publisher conditions. For further rights please contact the publisher.
PY - 2020/5
Y1 - 2020/5
N2 - Several models of physics beyond the Standard Model predict the existence of dark photons, light neutral particles decaying into collimated leptons or light hadrons. This paper presents a search for long-lived dark photons produced from the decay of a Higgs boson or a heavy scalar boson and decaying into displaced collimated Standard Model fermions. The search uses data corresponding to an integrated luminosity of 36.1 fb-1 collected in proton–proton collisions at √s = 13 Te recorded in 2015–2016 with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The observed number of events is consistent with the expected background, and limits on the production cross section times branching fraction as a function of the proper decay length of the dark photon are reported. A cross section times branching fraction above 4 pb is excluded for a Higgs boson decaying into two dark photons for dark-photon decay lengths between 1.5 mm and 307 mm.
AB - Several models of physics beyond the Standard Model predict the existence of dark photons, light neutral particles decaying into collimated leptons or light hadrons. This paper presents a search for long-lived dark photons produced from the decay of a Higgs boson or a heavy scalar boson and decaying into displaced collimated Standard Model fermions. The search uses data corresponding to an integrated luminosity of 36.1 fb-1 collected in proton–proton collisions at √s = 13 Te recorded in 2015–2016 with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The observed number of events is consistent with the expected background, and limits on the production cross section times branching fraction as a function of the proper decay length of the dark photon are reported. A cross section times branching fraction above 4 pb is excluded for a Higgs boson decaying into two dark photons for dark-photon decay lengths between 1.5 mm and 307 mm.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85085041736&partnerID=8YFLogxK
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M3 - Article
AN - SCOPUS:85085041736
SN - 1434-6052
VL - 80
SP - 1
EP - 29
JO - European Physical Journal C
JF - European Physical Journal C
IS - 5
M1 - 450
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