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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for Low-Mass Quark-Antiquark Resonances Produced in Association with a Photon at $$\sqrt{s} = 13 \mathrm{ TeV}$$

Journal Article · · Physical Review Letters
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A search for narrow low-mass resonances decaying to quark-antiquark pairs is presented. The search is based on proton-proton collisions events collected at 13 TeV by the CMS detector at the CERN LHC. The data sample corresponds to an integrated luminosity of $$\mathrm{35.9 fb^{-1}}$$, recorded in 2016. The search considers the case where the resonance has high transverse momentum due to initial-state radiation of a photon. To study this process, the decay products of the resonance are reconstructed as a single large-radius jet with two-pronged substructure. The signal is identified as a localized excess in the jet invariant mass spectrum. No evidence for such a resonance is observed in the mass range 10 to 125 GeV. Upper limits at the 95% confidence level are set on the coupling strength of vector resonances decaying to quark pairs. The results obtained with this novel technique provide the first direct constraints on quark-antiquark resonance masses below 50 GeV obtained at a hadron collider.

Research Organization:
Brown Univ., Providence, RI (United States); Carnegie Mellon Univ., Pittsburgh, PA (United States); Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States); Univ. of Colorado, Boulder, CO (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC); USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; AC02-07CH11359; SC0010005; SC0010010; SC0010118
OSTI ID:
1542171
Report Number(s):
CERN-EP--2019-068; CMS-EXO--17-027; FERMILAB-PUB--19-320-CMS; arXiv:1905.10331; oai:inspirehep.net:1736729
Journal Information:
Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Journal Issue: 23 Vol. 123; ISSN 0031-9007; ISSN PRLTAO
Publisher:
American Physical Society (APS)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

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Matching NLO QCD computations with parton shower simulations: the POWHEG method journal November 2007
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
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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
The CMS experiment at the CERN LHC journal August 2008
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Search for new particles in the two-jet decay channel with the DØ detector journal June 2004
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Erratum: Coupling-mass mapping of dijet peak searches [Phys. Rev. D 88 , 035021 (2013)] journal October 2014
Search for new phenomena in dijet events using 37     fb − 1 of p p collision data collected at s = 13     TeV with the ATLAS detector journal September 2017
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