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Title: Search for heavy particles decaying into a top-quark pair in the fully hadronic final state in p p collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · Physical Review. D.
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A search for new particles decaying into a pair of top quarks is performed using proton-proton collision data recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider at a center-of-mass energy of √s = 13 TeV corresponding to an integrated luminosity of 36.1 fb–1. Events consistent with top-quark pair production and the fully hadronic decay mode of the top quarks are selected by requiring multiple high transverse momentum jets including those containing b-hadrons. Two analysis techniques, exploiting dedicated top-quark pair reconstruction in different kinematic regimes, are used to optimize the search sensitivity to new hypothetical particles over a wide mass range. The invariant mass distribution of the two reconstructed top-quark candidates is examined for resonant production of new particles with various spins and decay widths. No significant deviation from the Standard Model prediction is observed and limits are set on the production cross-section times branching fraction for new hypothetical Z' bosons, dark-matter mediators, Kaluza-Klein gravitons and Kaluza-Klein gluons. By comparing with the predicted production cross sections, the Z' boson in the topcolor-assisted-technicolor model is excluded for masses up to 3.1–3.6 TeV, the dark-matter mediators in a simplified framework are excluded in the mass ranges from 0.8 to 0.9 TeV and from 2.0 to 2.2 TeV, and the Kaluza-Klein gluon is excluded for masses up to 3.4 TeV, depending on the decay widths of the particles.

Research Organization:
Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States). Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Harvard Univ., Cambridge, MA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-76SF00515; AC02-05CH11231; SC0007881
OSTI ID:
1512545
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1532406; OSTI ID: 1546683; OSTI ID: 1720143
Journal Information:
Physical Review. D., Journal Name: Physical Review. D. Vol. 99 Journal Issue: 9; ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical Society (APS)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 18 works
Citation information provided by
Web of Science

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