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Title: Search for high-mass resonances in dilepton final states in proton-proton collisions at √s=13 TeV

A search is presented for new high-mass resonances decaying into electron or muon pairs. The search uses proton-proton collision data at a centre-of-mass energy of 13 TeV collected by the CMS experiment at the LHC in 2016, corresponding to an integrated luminosity of 36 fb$$^{-1}$$. Observations are in agreement with standard model expectations. Upper limits on the product of a new resonance production cross section and branching fraction to dileptons are calculated in a model-independent manner. This permits the interpretation of the limits in models predicting a narrow dielectron or dimuon resonance. A scan of different intrinsic width hypotheses is performed. Limits are set on the masses of various hypothetical particles. For the Z$$'_\mathrm{SSM}$$ (Z$$'_{\psi}$$) particle, which arises in the sequential standard model (superstring-inspired model), a lower mass limit of 4.50 (3.90) TeV is set at 95% confidence level. The lightest Kaluza-Klein graviton arising in the Randall-Sundrum model of extra dimensions, with coupling parameters $$k/\overline{M}_\mathrm{Pl}$$ of 0.01, 0.05, and 0.10, is excluded at 95% confidence level below 2.10 , 3.65 , and 4.25 TeV, respectively. In a simplified model of dark matter production via a vector or axial vector mediator, limits at 95% confidence level are obtained on the masses of the dark matter particle and its mediator.
Authors:
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Publication Date:
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-18-276-CMS; CMS-EXO-16-047; CERN-EP-2018-027; arXiv:1803.06292
Journal ID: ISSN 1029-8479; 1662926
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); Lepton production; Particle and resonance production
OSTI Identifier:
1454713