skip to main content
OSTI.GOV title logo U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for supersymmetry in p p collisions at s = 8 TeV in final states with boosted W bosons and b jets using razor variables

Journal Article · · Physical Review D
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; more »; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; « less

A search for supersymmetry in hadronic final states with highly boosted W bosons and b jets is presented, focusing on compressed scenarios. The search is performed using proton-proton collision data at a center-of-mass energy of 8 TeV, collected by the CMS experiment at the LHC, corresponding to an integrated luminosity of 19.7 fb$$^{-1}$$. Events containing candidates for hadronic decays of boosted W bosons are identified using jet substructure techniques, and are analyzed using the razor variables $$M_\mathrm{R}$$ and $R^2$, which characterize a possible signal as a peak on a smoothly falling background. The observed event yields in the signal regions are found to be consistent with the expected contributions from standard model processes, which are predicted using control samples in the data. The results are interpreted in terms of gluino pair production followed by their exclusive decay into top squarks and top quarks. As a result, the analysis excludes gluino masses up to 1.1 TeV for light top squarks decaying solely to a charm quark and a neutralino, and up to 700 GeV for heavier top squarks decaying solely to a top quark and a neutralino.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Lab. (LLNL), Livermore, CA (United States); Argonne National Lab. (ANL), Argonne, IL (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
1254553
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1244496
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-16-063-CMS; CMS-SUS-14-007; CERN-PH-EP-2016-008; CERN-EP-2016-008; arXiv:1602.02917; PRVDAQ; 092009
Journal Information:
Physical Review D, Journal Name: Physical Review D Vol. 93 Journal Issue: 9; ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical SocietyCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 11 works
Citation information provided by
Web of Science

References (75)

Search for direct pair production of the top squark in all-hadronic final states in proton-proton collisions at s $$ \sqrt{s} $$ = 8 TeV with the ATLAS detector journal September 2014
Missing transverse energy performance of the CMS detector journal September 2011
Inclusive search for squarks and gluinos in p p collisions at s = 7 TeV journal January 2012
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Search for strong production of supersymmetric particles in final states with missing transverse momentum and at least three b-jets at s = 8 $$ \sqrt{s} = 8 $$ TeV proton-proton collisions with the ATLAS detector journal October 2014
LHAPDF6: parton density access in the LHC precision era journal March 2015
Parton distributions with QED corrections journal December 2013
Measurement of the $$t\overline{t}$$ t t ¯ production cross-section using $$e\mu $$ e μ events with $$b$$ b -tagged jets in $$pp$$ p p collisions at $$\sqrt{s}=7$$ s = 7 and 8 TeV with the ATLAS detector journal October 2014
Search for top-squark pair production in the single-lepton final state in pp collisions at $\sqrt{s}=8\ \mathrm{TeV}$ journal December 2013
Top-squark-mediated annihilation scenario and direct detection of dark matter in compressed supersymmetry journal November 2007
Study of constrained minimal supersymmetry journal June 1994
Search for pair-produced third-generation squarks decaying via charm quarks or in compressed supersymmetric scenarios in p p collisions at s = 8 TeV with the ATLAS detector journal September 2014
Identification of b-quark jets with the CMS experiment journal April 2013
Supergauge invariant extension of the Higgs mechanism and a model for the electron and its neutrino journal January 1975
PYTHIA 6.4 physics and manual journal May 2006
Search for top squark pair production in final states with one isolated lepton, jets, and missing transverse momentum in s $$ \sqrt{s} $$ = 8 TeV pp collisions with the ATLAS detector journal November 2014
Search for Top Squark and Higgsino Production Using Diphoton Higgs Boson Decays journal April 2014
S-particles at their naturalness limits journal October 2009
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
Squark and Gluino Hadroproduction journal June 2011
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
Performance of the CMS missing transverse momentum reconstruction in pp data at √ s = 8 TeV journal February 2015
Recombination algorithms and jet substructure: Pruning as a tool for heavy particle searches journal May 2010
Supergravity as the messenger of supersymmetry breaking journal May 1983
Identifying boosted objects with N-subjettiness journal March 2011
Inclusive Search for Supersymmetry Using Razor Variables in p p Collisions at s = 7 TeV journal August 2013
Measurement of differential top-quark-pair production cross sections in pp collisions at $\sqrt{s} = 7\ \mathrm{TeV}$ journal March 2013
Model-independent jets plus missing energy searches journal January 2009
Search for top-squark pairs decaying into Higgs or Z bosons in pp collisions at s = 8 TeV journal September 2014
Performance of CMS muon reconstruction in pp collision events at √s = 7 TeV journal October 2012
Studies of jet mass in dijet and W/Z + jet events journal May 2013
The CMS experiment at the CERN LHC journal August 2008
Identification techniques for highly boosted W bosons that decay into hadrons journal December 2014
Squark and gluino production at hadron colliders journal May 1997
Where the sidewalk ends: jets and missing energy search strategies for the 7 TeV LHC journal October 2011
Simplified models for a first characterization of new physics at the LHC journal April 2009
Single-top Wt-channel production matched with parton showers using the POWHEG method journal February 2011
New Generation of Parton Distributions with Uncertainties from Global QCD Analysis journal July 2002
Soft gluon resummation for the production of gluino-gluino and squark-antisquark pairs at the LHC journal November 2009
Techniques for improved heavy particle searches with jet substructure journal September 2009
The Fast Simulation of the CMS Detector at LHC journal December 2011
Determination of jet energy calibration and transverse momentum resolution in CMS journal November 2011
Searches for third-generation squark production in fully hadronic final states in proton-proton collisions at s = 8 $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV journal June 2015
The catchment area of jets journal April 2008
Performance of electron reconstruction and selection with the CMS detector in proton-proton collisions at √ s = 8 TeV journal June 2015
Supergauge transformations in four dimensions journal February 1974
New parton distributions for collider physics journal October 2010
Locally Supersymmetric Grand Unification journal October 1982
Search for supersymmetry with razor variables in p p collisions at s = 7 TeV journal December 2014
Search for direct top squark pair production in events with a $$Z$$ Z boson, $$b$$ b -jets and missing transverse momentum in $$\sqrt{s}=8$$ s = 8 TeV $$pp$$ p p collisions with the ATLAS detector journal June 2014
Erratum: NLO single-top production matched with shower in POWHEG: s- and t-channel contributions journal February 2010
Parton distributions for the LHC journal July 2009
Confidence level computation for combining searches with small statistics journal September 1999
Searches for supersymmetry using the M T2 variable in hadronic events produced in pp collisions at 8 TeV journal May 2015
Threshold Resummation for Squark-Antisquark and Gluino-Pair Production at the LHC journal March 2009
Search for direct top-squark pair production in final states with two leptons in pp collisions at $ \sqrt{s} $ = 8 TeV with the ATLAS detector journal June 2014
Gauge models with spontaneously broken local supersymmetry journal December 1982
Search for massive resonances in dijet systems containing jets tagged as W or Z boson decays in pp collisions at s $$ \sqrt{s} $$ = 8 TeV journal August 2014
NLO single-top production matched with shower in POWHEG: s - and t -channel contributions journal September 2009
Measurement of the production cross sections for a Z boson and one or more b jets in pp collisions at s $$ \sqrt{s} $$ = 7 TeV journal June 2014
Natural SUSY endures journal September 2012
Light stop searches at the LHC in events with one hard photon or jet and missing energy journal October 2008
Interpretation of searches for supersymmetry with simplified models journal September 2013
Study of the underlying event at forward rapidity in pp collisions at $ \sqrt{s}=0.9,2.76,\;\mathrm{and}\;7\;\mathrm{TeV} $ journal April 2013
Global QCD analysis of parton structure of the nucleon: CTEQ5 parton distributions journal February 2000
Dual Theory for Free Fermions journal May 1971
Pileup subtraction using jet areas journal January 2008
Geant4—a simulation toolkit
  • Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 506, Issue 3 https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
journal July 2003
Presentation of search results: the CL s technique journal September 2002
Search for supersymmetry using razor variables in events with b -tagged jets in p p collisions at s = 8 TeV journal March 2015
Compressed supersymmetry and natural neutralino dark matter from top squark-mediated annihilation to top quarks journal June 2007
Simplified models for LHC new physics searches journal September 2012
Soft-gluon resummation for squark and gluino hadroproduction journal December 2009
Better jet clustering algorithms journal August 1997
Search for direct third-generation squark pair production in final states with missing transverse momentum and two b-jets in $ \sqrt{s}=8 $ TeV pp collisions with the ATLAS detector journal October 2013

Cited By (4)


Similar Records

Inclusive search for supersymmetry using razor variables in p p collisions at s = 13 TeV
Journal Article · Fri Jan 06 00:00:00 EST 2017 · Physical Review D · OSTI ID:1254553

Search for supersymmetry with razor variables in p p collisions at s = 7 TeV
Journal Article · Mon Dec 01 00:00:00 EST 2014 · Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology · OSTI ID:1254553

Search for supersymmetry in the all-hadronic final state using top quark tagging in p p collisions at s = 13 TeV
Journal Article · Tue Jul 25 00:00:00 EDT 2017 · Physical Review D · OSTI ID:1254553