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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for heavy particles in the b-tagged dijet mass distribution with additional b-tagged jets in proton-proton collisions at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV with the ATLAS experiment

Journal Article · · Physical Review. D.
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  1. Aix-Marseille Univ., Marseille (France); ATLAS Collaboration. et al.; University of Oregon

A search optimized for new heavy particles decaying to two b-quarks and produced in association with additional b-quarks is reported. The sensitivity is improved by b-tagging at least one lower-pT jet in addition to the two highest-pT jets. The data used in this search correspond to an integrated luminosity of 103 fb–1 collected with a dedicated trijet trigger during the 2017 and 2018 √s = 13 TeV proton–proton collision runs with the ATLAS detector at the LHC. The search looks for resonant peaks in the b-tagged dijet invariant mass spectrum over a smoothly falling background. The background is estimated with an innovative data-driven method based on orthonormal functions. The observed b-tagged dijet invariant mass spectrum is compatible with the background-only hypothesis. Upper limits at 95% confidence level on a heavy vector-boson production cross section times branching ratio to a pair of b-quarks are derived.

Research Organization:
Argonne National Laboratory (ANL), Argonne, IL (United States); Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Univ. of Oregon, Eugene, OR (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), Basic Energy Sciences (BES); USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-76SF00515; SC0017996
OSTI ID:
1843012
Journal Information:
Physical Review. D., Journal Name: Physical Review. D. Journal Issue: 1 Vol. 105; ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical Society (APS)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (50)

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Search for new resonances in mass distributions of jet pairs using 139 fb−1 of pp collisions at s$$ \sqrt{\mathrm{s}} $$ = 13 TeV with the ATLAS detector journal March 2020
MadGraph 5: going beyond journal June 2011
On the breaking of lepton flavor universality in B decays journal July 2015
Evidence for the decay B S 0 → K ¯ ∗ 0 μ + μ − $$ {B}_S^0\to {\overline{K}}^{\ast 0}{\mu}^{+}{\mu}^{-} $$ journal July 2018
Test of lepton universality with B 0 → K *0 ℓ + ℓ − decays journal August 2017
Search for beyond the standard model Higgs bosons decaying into a b b ¯ $$ \mathrm{b}\overline{\mathrm{b}} $$ pair in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV journal August 2018
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The EvtGen particle decay simulation package journal April 2001
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Confidence level computation for combining searches with small statistics journal September 1999
A brief introduction to PYTHIA 8.1 journal June 2008
Parton distributions with LHC data journal February 2013
Confronting lepton flavor universality violation in B decays with high- p T tau lepton searches at LHC journal January 2017
Search for light resonances decaying to boosted quark pairs and produced in association with a photon or a jet in proton–proton collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector journal January 2019
X. On the criterion that a given system of deviations from the probable in the case of a correlated system of variables is such that it can be reasonably supposed to have arisen from random sampling journal July 1900
Presentation of search results: the CL s technique journal September 2002
Correcting the Colour-Dipole Cascade Model with Fixed Order Matrix Elements journal May 2002
The catchment area of jets journal April 2008
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Production and integration of the ATLAS Insertable B-Layer journal May 2018
The new LUCID-2 detector for luminosity measurement and monitoring in ATLAS journal July 2018
ATLAS data quality operations and performance for 2015–2018 data-taking journal April 2020
Operation of the ATLAS trigger system in Run 2 journal October 2020
The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider journal August 2008
Search for heavy neutral Higgs bosons produced in association with b -quarks and decaying into b -quarks at s = 13     TeV with the ATLAS detector journal August 2020
Probing Higgs bosons with large bottom Yukawa coupling at hadron colliders journal February 1999
Global search for new physics with 2.0     fb − 1 at CDF journal January 2009
Scalar simplified models for dark matter journal January 2015
Secluded singlet fermionic dark matter driven by the Fermi gamma-ray excess journal April 2016
Measurement of the τ lepton polarization and R ( D * ) in the decay B ¯ → D * τ − ν ¯ τ with one-prong hadronic τ decays at Belle journal January 2018
Search for low-mass resonances decaying into bottom quark-antiquark pairs in proton-proton collisions at s = 13     TeV journal January 2019
Measurement of the Ratio of the B 0 → D * − τ + ν τ and B 0 → D * − μ + ν μ Branching Fractions Using Three-Prong τ -Lepton Decays journal April 2018
Search for Narrow Resonances in the b -Tagged Dijet Mass Spectrum in Proton-Proton Collisions at s = 8     TeV journal May 2018
Large Mass Hierarchy from a Small Extra Dimension journal October 1999
Parton distributions for the LHC journal July 2009
The ATLAS Simulation Infrastructure journal September 2010
Trial factors for the look elsewhere effect in high energy physics journal October 2010
Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal February 2011
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
Erratum to: Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal July 2013
HistFitter software framework for statistical data analysis journal April 2015
Performance of pile-up mitigation techniques for jets in $$pp$$ p p collisions at $$\sqrt{s}=8$$ s = 8  TeV using the ATLAS detector journal October 2016
Performance of the ATLAS trigger system in 2015 journal May 2017
Topological cell clustering in the ATLAS calorimeters and its performance in LHC Run 1 journal July 2017
ATLAS b-jet identification performance and efficiency measurement with $$t{\bar{t}}$$tt¯ events in pp collisions at $$\sqrt{s}=13$$s=13 TeV journal November 2019
Jet energy scale and resolution measured in proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=13$$ TeV with the ATLAS detector journal August 2021
Plotting the differences between data and expectation journal February 2012
On Information and Sufficiency journal March 1951