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Search for chargino--neutralino pair production in final states with three leptons and missing transverse momentum in $\sqrt{s} = 13$ TeV $pp$ collisions with the ATLAS detector

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2021

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Report No.: CERN-EP-2021-059; arXiv:2106.01676

Abstract: A search for chargino$-$neutralino pair production in three-lepton final states with missing transverse momentum is presented. The study is based on a dataset of $\sqrt{s} = 13$ TeV $pp$ collisions recorded with the ATLAS detector at the LHC, corresponding to an integrated luminosity of 139 fb$^{-1}$. No significant excess relative to the Standard Model predictions is found in data. The results are interpreted in simplified models of supersymmetry, and statistically combined with results from a previous ATLAS search for compressed spectra in two-lepton final states. Various scenarios for the production and decay of charginos ($\tilde\chi^\pm_1$) and neutralinos ($\tilde\chi^0_2$) are considered. For pure higgsino $\tilde\chi^\pm_1\tilde\chi^0_2$ pair-production scenarios, exclusion limits at 95% confidence level are set on $\tilde\chi^0_2$ masses up to 210 GeV. Limits are also set for pure wino $\tilde\chi^\pm_1\tilde\chi^0_2$ pair production, on $\tilde\chi^0_2$ masses up to 640 GeV for decays via on-shell $W$ and $Z$ bosons, up to 300 GeV for decays via off-shell $W$ and $Z$ bosons, and up to 190 GeV for decays via $W$ and Standard Model Higgs bosons.

Keyword(s): p p: colliding beams ; sparticle: pair production ; transverse momentum: missing-energy ; p p: scattering ; chargino: decay ; neutralino: associated production ; chargino: associated production ; ATLAS ; final state: (3lepton) ; CERN LHC Coll ; supersymmetry: parameter space ; neutralino: mass: lower limit ; off-shell ; channel cross section: upper limit ; Higgsino ; Higgs particle ; experimental results ; 13000 GeV-cms


Note: submitted to EPJC. All figures including auxiliary figures are available at https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/SUSY-2019-09/

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2021
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