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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for resonances in diphoton events at $$\sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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Searches for new resonances decaying into two photons in the ATLAS experiment at the CERN Large Hadron Collider are described. The analysis is based on proton-proton collision data corresponding to an integrated luminosity of 3.2 fb -1 at √s=13 TeV recorded in 2015. Two searches are performed, one targeted at a spin-2 particle of mass larger than 500 GeV, using Randall-Sundrum graviton states as a benchmark model, and one optimized for a spin-0 particle of mass larger than 200 GeV. Varying both the mass and the decay width, the most significant deviation from the background-only hypothesis is observed at a diphoton invariant mass around 750 GeV with local significances of 3.8 and 3.9 standard deviations in the searches optimized for a spin-2 and spin-0 particle, respectively. The global significances are estimated to be 2.1 standard deviations for both analyses. The consistency between the data collected at 13 TeV and 8 TeV is also evaluated. Limits on the production cross section times branching ratio to two photons for the two resonance types are reported.

Research Organization:
Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States). Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
The ATLAS collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-76SF00515; AC02-05CH11231
OSTI ID:
1325997
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1377465
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2016, Issue 9; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer BerlinCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 31 works
Citation information provided by
Web of Science

References (37)

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New Generation of Parton Distributions with Uncertainties from Global QCD Analysis journal July 2002
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Search for Scalar Diphoton Resonances in the Mass Range 65–600 GeV with the ATLAS Detector in p p Collision Data at s = 8 TeV journal October 2014
Improved luminosity determination in pp collisions at $\sqrt {s} = 7\ \mathrm{TeV}$ using the ATLAS detector at the LHC journal August 2013
Estimating the significance of a signal in a multi-dimensional search journal December 2011
Search for diphoton resonances in the mass range from 150 to 850 GeV in pp collisions at s = 8 TeV journal November 2015
The catchment area of jets journal April 2008
Search for Signatures of Extra Dimensions in the Diphoton Mass Spectrum at the Large Hadron Collider journal March 2012
Measurement of the inclusive isolated prompt photon cross section in p p collisions at s = 7 TeV with the ATLAS detector journal March 2011
Measurement of the Higgs boson mass from the H γ γ and H Z Z * 4 channels in p p collisions at center-of-mass energies of 7 and 8 TeV with the ATLAS detector journal September 2014
A general framework for implementing NLO calculations in shower Monte Carlo programs: the POWHEG BOX journal June 2010
Parton distributions for the LHC journal July 2009
NLO Higgs boson production via vector-boson fusion matched with shower in POWHEG journal February 2010
Search for new particles decaying into dijets in proton-antiproton collisions at s = 1.96 TeV journal June 2009
A parton shower algorithm based on Catani-Seymour dipole factorisation journal March 2008
Higgs production via gluon fusion in the POWHEG approach in the SM and in the MSSM journal February 2012
Electron and photon energy calibration with the ATLAS detector using LHC Run 1 data journal October 2014
Trial factors for the look elsewhere effect in high energy physics journal October 2010
On the characterisation of the underlying event journal April 2010
A full next-to-leading order study of direct photon pair production in hadronic collisions journal August 2000
Muon reconstruction performance of the ATLAS detector in proton–proton collision data at $$\sqrt{s}$$ s =13 TeV journal May 2016
Search for high-mass diphoton resonances in p p collisions at s = 8 TeV with the ATLAS detector journal August 2015
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Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal February 2011
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Introduction
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book August 2019
Bump hunting in LHC t t ¯ events journal December 2016
Phenomenology of an S U ( 2 ) 1 × S U ( 2 ) 2 × U ( 1 ) Y model at the LHC journal January 2017
Measurements of integrated and differential cross sections for isolated photon pair production in p p collisions at s = 8 TeV with the ATLAS detector journal June 2017
Search for physics beyond the standard model in high-mass diphoton events from proton-proton collisions at s = 13 TeV journal November 2018
Search for physics beyond the standard model in high-mass diphoton events from proton-proton collisions at √s =13 TeV text January 2018