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U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Search for Quantum Black Hole Production in High-Invariant-Mass Lepton+Jet Final States Using pp Collisions at s =8 TeV and the ATLAS Detector

Journal Article · · Physical Review Letters
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This Letter presents a search for quantum black-hole production using 20.3 fb-1 of data collected with the ATLAS detector in $pp$ collisions at the LHC at $$ \sqrt{s}$$ = 8 TeV. The quantum black holes are assumed to decay into a final state characterized by a lepton (electron or muon) and a jet. In either channel, no event with a lepton-jet invariant mass of 3.5 TeV or more is observed, consistent with the expected background. Limits are set on the product of cross sections and branching fractions for the lepton + jet final states of quantum black holes produced in a search region for invariant masses above 1 TeV. The combined 95% confidence level upper limit on this product for quantum black holes with threshold mass above 3.5 TeV is 0.18 fb. This limit constrains the threshold quantum black-hole mass to be above 5.3 TeV in the model considered.
Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231
OSTI ID:
1523927
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1130948
Journal Information:
Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Journal Issue: 9 Vol. 112; ISSN 0031-9007; ISSN PRLTAO
Publisher:
American Physical Society (APS)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (42)

Search for narrow resonances and quantum black holes in inclusive and b-tagged dijet mass spectra from pp collisions at $ \sqrt{s}=7 $ TeV journal January 2013
ATLAS search for new phenomena in dijet mass and angular distributions using pp collisions at $ \sqrt{s}=7 $ TeV journal January 2013
On the characterisation of the underlying event journal April 2010
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New dimensions at a millimeter to a fermi and superstrings at a TeV journal September 1998
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Monte Carlo event generator for black hole production and decay in proton–proton collisions – QBH version 1.02 journal November 2010
W physics at the LHC with FEWZ 2.1 journal January 2013
The Monte Carlo event generator AcerMC versions 2.0 to 3.8 with interfaces to PYTHIA 6.4, HERWIG 6.5 and ARIADNE 4.1 journal March 2013
Dispelling the N3 myth for the kt jet-finder journal September 2006
Colorful quantum black holes at the LHC journal September 2008
Search for TeV-scale gravity signatures in final states with leptons and jets with the ATLAS detector at s=7 TeV journal September 2012
Search for new phenomena in photon+jet events collected in proton–proton collisions at s=8 TeV with the ATLAS detector journal January 2014
Presentation of search results: the CL s technique journal September 2002
Quantum black holes with charge, color and spin at the LHC journal August 2010
HERWIG 6: an event generator for hadron emission reactions with interfering gluons (including supersymmetric processes) journal January 2001
New Generation of Parton Distributions with Uncertainties from Global QCD Analysis journal July 2002
ALPGEN, a generator for hard multiparton processes in hadronic collisions journal July 2003
The catchment area of jets journal April 2008
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Black holes and quantum gravity at the LHC journal May 2008
Single-top hadroproduction in association with a W boson journal July 2008
Event generation with SHERPA 1.1 journal February 2009
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Implications of CTEQ global analysis for collider observables journal July 2008
New parton distributions for collider physics journal October 2010
Parton distributions for the LHC journal July 2009
The ATLAS Simulation Infrastructure journal September 2010
Performance of missing transverse momentum reconstruction in proton-proton collisions at $\sqrt{s} = 7~\mbox{TeV}$ with ATLAS journal January 2012
Performance of the ATLAS Trigger System in 2010 journal January 2012
Electron performance measurements with the ATLAS detector using the 2010 LHC proton-proton collision data journal March 2012
Jet energy measurement with the ATLAS detector in proton-proton collisions at $\sqrt{\mathrm{s}}=7\ \mathrm{TeV}$ journal March 2013
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Searches for Dijet Resonances at Hadron Colliders journal December 2011

Cited By (11)

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Creating and probing the Sachdev–Ye–Kitaev model with ultracold gases: Towards experimental studies of quantum gravity journal August 2017
Activation of macrophages by lysophosphatidic acid through the lysophosphatidic acid receptor 1 as a novel mechanism in multiple sclerosis pathogenesis posted_content January 2019
Search for high-mass dilepton resonances in p p collisions at s = 8     TeV with the ATLAS detector journal September 2014
Search for new phenomena in the dijet mass distribution using p p collision data at s = 8     TeV with the ATLAS detector journal March 2015
Search for lepton-flavor violation in different-flavor, high-mass final states in p p collisions at s = 13     TeV with the ATLAS detector journal November 2018
Search for lepton flavour violating decays of heavy resonances and quantum black holes to an $$\mathrm {e}\mu $$ e μ pair in proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=8~\text {TeV} $$ s = 8 TeV journal June 2016
Creating and probing the Sachdev-Ye-Kitaev model with ultracold gases: Towards experimental studies of quantum gravity text January 2016
The coannihilation codex text January 2015


Figures / Tables (4)