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Title: Search for single production of vector-like quarks decaying to a top quark and a $$\mathrm {W} $$ boson in proton–proton collisions at $$\sqrt{s} = 13 \,\text {TeV} $$

Journal Article · · European Physical Journal. C, Particles and Fields
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A search is presented for the single production of vector-like quarks in proton-proton collisions at s=13TeV . The data, corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb-1 , were recorded with the CMS experiment at the LHC. The analysis focuses on the vector-like quark decay into a top quark and a W boson, with one muon or electron in the final state. The mass of the vector-like quark candidate is reconstructed from hadronic jets, the lepton, and the missing transverse momentum. Methods for the identification of b quarks and of highly Lorentz boosted hadronically decaying top quarks and W bosons are exploited in this search. No significant deviation from the standard model background expectation is observed. Exclusion limits at 95% confidence level are set on the product of the production cross section and branching fraction as a function of the vector-like quark mass, which range from 0.3 to 0.03 pb for vector-like quark masses of 700 to 2000 GeV . Mass exclusion limits up to 1660 GeV are obtained, depending on the vector-like quark type, coupling, and decay width. These represent the most stringent exclusion limits for the single production of vector-like quarks in this channel.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Rice Univ., Houston, TX (United States); Brown Univ., Providence, RI (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359; SC0010103; SC0010010
OSTI ID:
1475045
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1580360; OSTI ID: 1595972
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-18-516-CMS; arXiv:1809.08597; CMS-B2G-17-018; CERN-EP-2018-230; 1695301
Journal Information:
European Physical Journal. C, Particles and Fields, Vol. 79, Issue 2; ISSN 1434-6044
Publisher:
SpringerCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 27 works
Citation information provided by
Web of Science

References (109)

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Search for heavy vector-like quarks coupling to light quarks in proton–proton collisions at <mml:math altimg="si1.gif" overflow="scroll" xmlns:xocs="http://www.elsevier.com/xml/xocs/dtd" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://www.elsevier.com/xml/ja/dtd" xmlns:ja="http://www.elsevier.com/xml/ja/dtd" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:tb="http://www.elsevier.com/xml/common/table/dtd" xmlns:sb="http://www.elsevier.com/xml/common/struct-bib/dtd" xmlns:ce="http://www.elsevier.com/xml/common/dtd" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:cals="http://www.elsevier.com/xml/common/cals/dtd"><mml:msqrt><mml:mi>s</mml:mi></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext>TeV</mml:mtext></mml:math> with the ATLAS detector journal May 2012
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