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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for exclusive or semi-exclusive γγ production and observation of exclusive and semi-exclusive e+e- production in pp collisions at $$ \sqrt{s}=7 $$ TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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A search for exclusive or semi-exclusive photon pair production, pp to p(*) + photon pair + p(*) (where p(*) stands for a diffractively-dissociated proton), and the observation of exclusive and semi-exclusive electron pair production, pp to p(*) + ee + p(*), in proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 TeV, are presented. The analysis is based on a data sample corresponding to an integrated luminosity of 36 inverse picobarns recorded by the CMS experiment at the LHC at low instantaneous luminosities. Candidate photon pair or electron pair events are selected by requiring the presence of two photons or a positron and an electron, each with transverse energy ET > 5.5 GeV and pseudorapidity abs(eta) < 2.5, and no other particles in the region abs(eta) < 5.2. No exclusive or semi-exclusive diphoton candidates are found in the data. An upper limit on the cross section for the reaction pp to p(*) + photon pair + p(*), within the above kinematic selections, is set at 1.18 pb at 95% confidence level. Seventeen exclusive or semi-exclusive dielectron candidates are observed, with an estimated background of 0.85 +/- 0.28 (stat.) events, in agreement with the QED-based prediction of 16.3 +/- 1.3 (syst.) events.

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:
The CMS collaboration
DOE Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
1406538
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-12-750-CMS; CMS-FWD-11-004; CERN-PH-EP-2012-246; arXiv:1209.1666; 1184938
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2012, Issue 11; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer Berlin
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (33)

Central exclusive meson pair production in the perturbative regime at hadron colliders journal August 2011
Observation of Exclusive Charmonium Production and γ γ μ + μ in p p ¯ Collisions at s = 1.96 TeV journal June 2009
Central exclusive χ c meson production at the Tevatron revisited journal November 2009
A brief introduction to PYTHIA 8.1 journal June 2008
Diffractive $\gamma \gamma$ production at hadron colliders journal January 2005
MRST2001: partons and $\alpha_S$ from precise deep inelastic scattering and Tevatron jet data journal March 2002
Diffractive Higgs production: myths and reality journal December 2002
Prospects for new physics observations in diffractive processes at the LHC and Tevatron journal March 2002
The process pp→ppe+e− and the possibility of its calculation by means of quantum electrodynamics only journal October 1973
Observation of Exclusive γ γ Production in p p ¯ Collisions at s = 1.96 TeV journal February 2012
PYTHIA 6.4 physics and manual journal May 2006
Electron reconstruction in CMS journal January 2007
Parton distributions for the LHC journal July 2009
Production of Higgs particles in diffractive hadron-hadron collisions journal October 1990
Parton fragmentation and string dynamics journal July 1983
Confidence level computation for combining searches with small statistics journal September 1999
ExHuME 1.3: A Monte Carlo event generator for exclusive diffraction journal August 2006
Photoproduction of Quarkonium in Proton-Proton and Nucleus-Nucleus Collisions journal April 2004
Exclusive γγ → μ + μ − production in proton-proton collisions at $ \sqrt {s} = {7} $ TeV journal January 2012
Central exclusive production in QCD journal January 2010
Geant4—a simulation toolkit
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  • 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
Central exclusive particle production at high energy hadron colliders journal October 2010
Observation of Exclusive Electron-Positron Production in Hadron-Hadron Collisions journal March 2007
High-energy-physics event generation with PYTHIA 5.7 and JETSET 7.4 journal August 1994
Search for Exclusive Z -Boson Production and Observation of High-Mass p p ¯ p γ γ p ¯ p l + l p ¯ Events in p p ¯ Collisions at s = 1.96 TeV journal June 2009
Search for Exclusive γ γ Production in Hadron-Hadron Collisions journal December 2007
Higgs production in pp collisions by double-pomeron exchange journal March 1991
NNLO global parton analysis journal April 2002
Standard candle central exclusive processes at the Tevatron and LHC journal August 2010
Two-photon processes at very high energies journal December 1983
The phenomenology of central exclusive production at hadron colliders journal September 2012
Luminosity measuring processes at the LHC journal February 2001

Similar Records