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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for narrow resonances in dilepton mass spectra in proton-proton collisions at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV and combination with 8 TeV data

Journal Article · · Physics Letters. B
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A search for narrow resonances in dielectron and dimuon invariant mass spectra has been performed using data obtained from proton-proton collisions at $$ \sqrt{s} = $$ 13 TeV collected with the CMS detector. The integrated luminosity for the dielectron sample is 2.7 fb$$^{-1}$$ and for the dimuon sample 2.9 fb$$^{-1}$$. The sensitivity of the search is increased by combining these data with a previously analysed set of data obtained at $$ \sqrt{s} = $$ 8 TeV and corresponding to a luminosity of 20 fb$$^{-1}$$. No evidence for non-standard-model physics is found, either in the 13 TeV data set alone, or in the combined data set. Upper limits on the product of production cross section and branching fraction have also been calculated in a model-independent manner to enable interpretation in models predicting a narrow dielectron or dimuon resonance structure. Limits are set on the masses of hypothetical particles that could appear in new-physics scenarios. For the $$\mathrm{Z}'_{\text{SSM}}$$ particle, which arises in the sequential standard model, and for the superstring inspired $$\mathrm{Z}'_{\psi}$$ particle, 95% confidence level lower mass limits for the combined data sets and combined channels are found to be 3.37 and 2.82 TeV, respectively. The corresponding limits for Kaluza-Klein gravitons arising in the Randall-Sundrum model of extra dimensions with coupling parameters 0.01 and 0.10 are 1.46 and 3.11 TeV, respectively. Lastly, these results significantly extend previous limits.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States); Argonne National Laboratory (ANL), Argonne, IL (United States); Univ. of California, Los Angeles, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359; SC0009937
OSTI ID:
1405526
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1335116; OSTI ID: 1609073
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-16-491-CMS; CMS-EXO-15-005; CERN-EP-2016-209; arXiv:1609.05391; S0370269317301004; PII: S0370269317301004
Journal Information:
Physics Letters. B, Journal Name: Physics Letters. B Vol. 768 Journal Issue: C; ISSN 0370-2693
Publisher:
ElsevierCopyright Statement
Country of Publication:
Netherlands
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 73 works
Citation information provided by
Web of Science

References (18)

Single-top Wt-channel production matched with parton showers using the POWHEG method journal February 2011
Parton distributions with LHC data journal February 2013
Search for high-mass new phenomena in the dilepton final state using proton–proton collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector journal October 2016
Photon-initiated production of a dilepton final state at the LHC: Cross section versus forward-backward asymmetry studies journal February 2017
The phenomenology of extra neutral gauge bosons journal August 1999
An Alternative to Compactification journal December 1999
Large Mass Hierarchy from a Small Extra Dimension journal October 1999
Outstanding questions: physics beyond the Standard Model journal February 2012
LHAPDF6: parton density access in the LHC precision era journal March 2015
Parton distributions with QED corrections journal December 2013
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
The Higgs boson is found: what is next? journal September 2014
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
Low-energy phenomenology of superstring-inspired E6 models journal November 1989
Combining QCD and electroweak corrections to dilepton production in the framework of the FEWZ simulation code journal November 2012
PDF4LHC recommendations for LHC Run II journal January 2016
Searching for new heavy vector bosons inp $$\bar p$$ colliders journal March 1989

Figures / Tables (8)


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