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Title: Search for new phenomena with photon+jet events in proton-proton collisions at √s = 13 TeV with the ATLAS detector

A search is performed for the production of high-mass resonances decaying into a photon and a jet in 3.2 fb-1 of proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of √s =13 TeV collected by the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. Selected events have an isolated photon and a jet, each with transverse momentum above 150 GeV. No significant deviation of the γ+jet invariant mass distribution from the background-only hypothesis is found. Limits are set at 95% confidence level on the cross sections of generic Gaussian-shaped signals and of a few benchmark phenomena beyond the Standard Model: excited quarks with vector-like couplings to the Standard Model particles, and non-thermal quantum black holes in two models of extra spatial dimensions. The minimum excluded visible cross sections for Gaussian-shaped resonances with width-to-mass ratios of 2% decrease from about 6 fb for a mass of 1.5 TeV to about 0.8 fb for a mass of 5 TeV. The minimum excluded visible cross sections for Gaussian-shaped resonances with width-to-mass ratios of 15% decrease from about 50 fb for a mass of 1.5 TeV to about 1.0 fb for a mass of 5 TeV. As a result, excited quarks are excluded below masses of 4.4more » TeV, and non-thermal quantum black holes are excluded below masses of 3.8 (6.2) TeV for Randall-Sundrum (Arkani-Hamed-Dimopoulous-Dvali) models with one (six) extra dimensions.« less
Authors:
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Publication Date:
Grant/Contract Number:
AC02-76SF00515
Type:
Accepted Manuscript
Journal Name:
Journal of High Energy Physics (Online)
Additional Journal Information:
Journal Name: Journal of High Energy Physics (Online); Journal Volume: 2016; Journal Issue: 3; Journal ID: ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer Berlin
Research Org:
SLAC National Accelerator Lab., Menlo Park, CA (United States)
Sponsoring Org:
USDOE Office of Science (SC)
Contributing Orgs:
The ATLAS collaboration
Country of Publication:
United States
Language:
English
Subject:
72 PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS; Hadron-Hadron scattering
OSTI Identifier:
1242374