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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for single production of a vector-like T quark decaying to a Z boson and a top quark in proton–proton collisions at s = 13 TeV

Journal Article · · Physics Letters B
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Here, a search is presented for single production of a vector-like quark (T) decaying to a Z boson and a top quark, with the Z boson decaying leptonically and the top quark decaying hadronically. The search uses data collected by the CMS experiment in proton–proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV in 2016, corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb-1. The presence of forward jets is a particular characteristic of single production of vector-like quarks that is used in the analysis. For the first time, different T quark width hypotheses are studied, from negligibly small to 30% of the new particle mass. At the 95% confidence level, the product of cross section and branching fraction is excluded above values in the range 0.26–0.04 pb for T quark masses in the range 0.7–1.7 TeV, assuming a negligible width. A similar sensitivity is observed for widths of up to 30% of the T quark mass. The production of a heavy Z' boson decaying to Tt, with T→ tZ , is also searched for, and limits on the product of cross section and branching fractions for this process are set between 0.13 and 0.06 pb for Z' boson masses in the range from 1.5 to 2.5 TeV.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Lab. (LLNL), Livermore, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
The CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
1437872
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1374702
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-17-310-CMS; CMS-B2G-17-007; CERN-EP-2017-155; arXiv:1708.01062; S0370269318303204; PII: S0370269318303204
Journal Information:
Physics Letters B, Journal Name: Physics Letters B Vol. 781 Journal Issue: C; ISSN 0370-2693
Publisher:
ElsevierCopyright Statement
Country of Publication:
Netherlands
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 54 works
Citation information provided by
Web of Science

Cited By (6)

Search for single production of a vector-like T quark decaying to a Z boson and a top quark in proton-proton collisions at $\sqrt s$ = 13 TeV text January 2018
Search for single production of a vector-like T quark decaying to a Z boson and a top quark in proton-proton collisions at $\sqrt s$ = 13 TeV text January 2018
Search for a W′ boson decaying to a vector-like quark and a top or bottom quark in the all-jets final state journal March 2019
Search for single production of vector-like quarks decaying to a top quark and a $$\mathrm {W} $$ W boson in proton–proton collisions at $$\sqrt{s} = 13 \,\text {TeV} $$ s = 13 TeV journal January 2019
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Search for a W′ boson decaying to a vector-like quark and a top or bottom quark in the all-jets final state text January 2019