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

Search for narrow resonances in the b -tagged dijet mass spectrum in proton-proton collisions at s =13 TeV

Journal Article · · Physical Review. D.
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A search is performed for narrow resonances decaying to final states of two jets, with at least one jet originating from a b quark, in proton-proton collisions at s=13 TeV . The data set corresponds to an integrated luminosity of 138 fb-1 collected with the CMS detector at the LHC. Jets originating from energetic b hadrons are identified through a b -tagging algorithm that utilizes a deep neural network or the presence of a muon inside a jet. The invariant mass spectrum of jet pairs is well described by a smooth parametrization and no evidence for the production of new particles is observed. Upper limits on the production cross section are set for excited b quarks and other resonances decaying to dijet final states containing b quarks. These limits exclude at 95% confidence level models of Z' bosons with masses from 1.8 TeV to 2.4 TeV and of excited b quarks with masses from 1.8 TeV to 4.0 TeV. This is the most stringent exclusion of excited b quarks to date.
Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
2217174
Report Number(s):
CMS-EXO-20-008; CERN-EP-2022-037; FERMILAB-PUB--23-737-CMS; arXiv:2205.01835; oai:inspirehep.net:2676943
Journal Information:
Physical Review. D., Journal Name: Physical Review. D. Journal Issue: 1 Vol. 108; ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical Society (APS)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (48)

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
Search for new resonances in mass distributions of jet pairs using 139 fb−1 of pp collisions at s$$ \sqrt{\mathrm{s}} $$ = 13 TeV with the ATLAS detector journal March 2020
Search for high mass dijet resonances with a new background prediction method in proton-proton collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV journal May 2020
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
Heavy vector triplets: bridging theory and data journal September 2014
Composite models for quarks and leptons journal February 1984
Observable effects of the possible sub-structure of leptons and quarks journal May 1982
Geant4—a simulation toolkit
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Confidence level computation for combining searches with small statistics journal September 1999
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
Unbiased global determination of parton distributions and their uncertainties at NNLO and at LO journal February 2012
Parton distributions with QED corrections journal December 2013
Evidence for the spin-0 nature of the Higgs boson using ATLAS data journal October 2013
Combination of CMS searches for heavy resonances decaying to pairs of bosons or leptons journal November 2019
A challenge to lepton universality in B-meson decays journal June 2017
Test of lepton universality in beauty-quark decays journal March 2022
Presentation of search results: the CL s technique journal September 2002
PDF4LHC recommendations for LHC Run II journal January 2016
The catchment area of jets journal April 2008
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Minimal Z ′ models: present bounds and early LHC reach journal November 2009
The CMS trigger system journal January 2017
Jet energy scale and resolution in the CMS experiment in pp collisions at 8 TeV journal February 2017
Particle-flow reconstruction and global event description with the CMS detector journal October 2017
Identification of heavy-flavour jets with the CMS detector in pp collisions at 13 TeV journal May 2018
Pileup mitigation at CMS in 13 TeV data journal September 2020
Performance of the CMS Level-1 trigger in proton-proton collisions at √ s = 13 TeV journal October 2020
Jet flavour classification using DeepJet journal December 2020
The CMS experiment at the CERN LHC journal August 2008
Description and performance of track and primary-vertex reconstruction with the CMS tracker journal October 2014
Gauge model with light W and Z bosons journal August 1980
Excited-quark and -lepton production at hadron colliders journal August 1990
Measurement of the Higgs boson mass from the H → γ γ and H → Z Z * → 4 ℓ channels in p p collisions at center-of-mass energies of 7 and 8 TeV with the ATLAS detector journal September 2014
Search for resonances and quantum black holes using dijet mass spectra in proton-proton collisions at s = 8     TeV journal March 2015
Combined Measurement of the Higgs Boson Mass in p p Collisions at s = 7 and 8 TeV with the ATLAS and CMS Experiments journal May 2015
Search for Narrow Resonances in the b -Tagged Dijet Mass Spectrum in Proton-Proton Collisions at s = 8     TeV journal May 2018
New Tests for Quark and Lepton Substructure journal March 1983
The physics of heavy Z ′ gauge bosons journal August 2009
Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal February 2011
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
Erratum to: Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal July 2013
Tuning PYTHIA 8.1: the Monash 2013 tune journal August 2014
Precise determination of the mass of the Higgs boson and tests of compatibility of its couplings with the standard model predictions using proton collisions at 7 and 8 $$\,\text {TeV}$$ TeV journal May 2015
Event generator tunes obtained from underlying event and multiparton scattering measurements journal March 2016
Precision luminosity measurement in proton–proton collisions at $$\sqrt{s} = 13\,\hbox {TeV}$$ in 2015 and 2016 at CMS journal September 2021
Searches for Dijet Resonances at Hadron Colliders journal December 2011
Excited Quark Production at Hadron Colliders journal August 1987
Search for New Particles in Two-Jet Final States in 7 TeV Proton-Proton Collisions with the ATLAS Detector at the LHC collection January 2010

Similar Records