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Title: Search for high mass dijet resonances with a new background prediction method in proton-proton collisions at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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A search for narrow and broad resonances with masses greater than 1.8 TeV decaying to a pair of jets is presented. The search uses proton-proton collision data at $$\sqrt{s} =$$ 13 TeV collected at the LHC, corresponding to an integrated luminosity of 137 fb$$^{-1}$$. The background arising from standard model processes is predicted with the fit method used in previous publications and with a new method. The dijet invariant mass spectrum is well described by both data-driven methods, and no significant evidence for the production of new particles is observed. Model independent upper limits are reported on the production cross sections of narrow resonances, and broad resonances with widths up to 55% of the resonance mass. Limits are presented on the masses of narrow resonances from various models: string resonances, scalar diquarks, axigluons, colorons, excited quarks, color-octet scalars, W' and Z' bosons, Randall-Sundrum gravitons, and dark matter mediators. The limits on narrow resonances are improved by 200 to 800 GeV relative to those reported in previous CMS dijet resonance searches. The limits on dark matter mediators are presented as a function of the resonance mass and width, and on the associated coupling strength as a function of the mediator mass. These limits exclude at 95% confidence level a dark matter mediator with a mass of 1.8 TeV and width 1% of its mass or higher, up to one with a mass of 4.8 TeV and a width 45% of its mass or higher.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Lab. (LLNL), Livermore, CA (United States); Univ. of Colorado, Boulder, CO (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP); National Science Foundation (NSF); Nvidia Corporation; Welch Foundation; Weston Havens Foundation
Contributing Organization:
The CMS Collaboration; The CMS collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359; C-1845; SC0010005
OSTI ID:
1574957
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1637450
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-19-587-CMS; arXiv:1911.03947; CMS-EXO-19-012; CERN-EP-2019-222; oai:inspirehep.net:1764471; TRN: US2001280
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2020, Issue 5; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer BerlinCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

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