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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for pair-produced resonances decaying to quark pairs in proton-proton collisions at s =13TeV

Journal Article · · Physical Review D
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A search for the pair production of resonances, each decaying to two quarks, is reported. The search is conducted separately for heavier resonances (masses above 400 GeV), where each of the four final-state quarks generates a hadronic jet resulting in a four-jet signature, and for lighter resonances (masses between 80 and 400 GeV), where the pair of quarks from each resonance is collimated and reconstructed as a single jet resulting in a two-jet signature. In addition, a b-tagged selection is applied to target resonances with a bottom quark in the final state. The analysis uses data collected with the CMS detector at the CERN LHC, corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb$$^{-1}$$, from proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV. The mass spectra are analyzed for the presence of new resonances, and are found to be consistent with standard model expectations. The results are interpreted in the framework of $$R$$-parity-violating supersymmetry assuming the pair production of scalar top quarks decaying via the hadronic coupling $$\lambda_{312}"$$ or $$\lambda_{323}"$$, and upper limits on the cross section as a function of the top squark mass are set. Furthermore, these results probe lower masses than previously explored at the LHC, and extend the top squark mass limits in the $$\widetilde{\mathrm{t}}$$$$\to$$qq$$'$$ scenario.

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:
1475059
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-18-535-CMS; arXiv:1808.03124; CMS-EXO-17-021; CERN-EP-2018-211; PRVDAQ; 1685989
Journal Information:
Physical Review D, Vol. 98, Issue 11; ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical Society (APS)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (86)

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Squark and gluino production cross sections in $$pp$$ p p collisions at $$\sqrt{s} = 13, 14, 33$$ s = 13 , 14 , 33 and $$100$$ 100 TeV journal December 2014
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The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
Parton distributions for the LHC run II journal April 2015
Search for Three-Jet Resonances in p p Collisions at s = 7     TeV journal August 2011
Comparative study of various algorithms for the merging of parton showers and matrix elements in hadronic collisions journal December 2007
Recombination algorithms and jet substructure: Pruning as a tool for heavy particle searches journal May 2010
A search for pair-produced resonances in four-jet final states at $$\sqrt{s}=13$$ s = 13 $$\text {TeV}$$ TeV with the ATLAS detector journal March 2018
Search for dark matter produced with an energetic jet or a hadronically decaying W or Z boson at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV journal July 2017
Jet trimming journal February 2010
The CMS experiment at the CERN LHC journal August 2008
Identification techniques for highly boosted W bosons that decay into hadrons journal December 2014
Merging meets matching in MC@NLO journal December 2012
Searches for light- and heavy-flavour three-jet resonances in pp collisions at s=8 TeV journal March 2014
Flavor in supersymmetry with an extended R symmetry journal September 2008
NLO electroweak automation and precise predictions for W + multijet production at the LHC journal April 2015
Maximizing boosted top identification by minimizing N-subjettiness journal February 2012
Determination of jet energy calibration and transverse momentum resolution in CMS journal November 2011
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NLO QCD+EW predictions for V + jets including off-shell vector-boson decays and multijet merging journal April 2016
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Pileup subtraction using jet areas journal January 2008
Geant4—a simulation toolkit
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Search for pair-produced dijet resonances in four-jet final states in p p collisions at s = 7     TeV journal April 2013
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Cited By (1)

Pseudo-Goldstone dark matter confronts cosmic ray and collider anomalies journal August 2019


Figures / Tables (14)