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Title: Search for single production of vector-like quarks decaying to a b quark and a Higgs boson

Here, a search is presented for single production of heavy vector-like quarks (B) that decay to a Higgs boson and a b quark, with the Higgs boson decaying to a highly boosted $$ \mathrm{b}\overline{\mathrm{b}} $$ pair reconstructed as a single collimated jet. The analysis is based on data collected by the CMS experiment in proton-proton collisions at $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV, corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb$$^{–1}$$. The data are consistent with background expectations, and upper limits at 95% confidence level on the product of the B quark cross section and the branching fraction are obtained in the range 1.28–0.07 pb, for a narrow B quark with a mass between 700 and 1800 GeV. The production of B quarks with widths of 10, 20 and 30% of the resonance mass is also considered, and the sensitivities obtained are similar to those achieved in the narrow width case. This is the first search at the CERN LHC for the single production of a B quark through its fully hadronic decay channel, and the first study considering finite resonance widths of the B quark.
Authors:
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Publication Date:
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-18-036-CMS; CMS-B2G-17-009; CERN-EP-2017-338; arXiv:1802.01486
Journal ID: ISSN 1029-8479; 1653127; TRN: US1801488
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359
Type:
Accepted Manuscript
Journal Name:
Journal of High Energy Physics (Online)
Additional Journal Information:
Journal Name: Journal of High Energy Physics (Online); Journal Volume: 2018; Journal Issue: 6; Journal ID: ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer Berlin
Research Org:
Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Lab. (LLNL), Livermore, CA (United States)
Sponsoring Org:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP) (SC-25)
Contributing Orgs:
The CMS collaboration
Country of Publication:
United States
Language:
English
Subject:
72 PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS; Beyond Standard Model; Hadron-Hadron scattering (experiments); vector-like quarks
OSTI Identifier:
1420412