scholarly journals Search for heavy resonances in the dilepton final state with the CMS detector

2016 ◽  
Author(s):  
Wenxing Fang
Keyword(s):  
Final State ◽  
Cms Detector ◽  
Heavy Resonances

scholarly journals Interpretation of LHC excesses in ditop and ditau channels as a 400-GeV pseudoscalar resonance

2021 ◽  
Vol 2021 (11) ◽  
Author(s):  
Ernesto Arganda ◽  
Leandro Da Rold ◽  
Daniel A. Díaz ◽  
Anibal D. Medina
Keyword(s):  
Particle Physics ◽  
Center Of Mass ◽  
Higgs Doublet ◽  
New Physics ◽  
Atlas Collaboration ◽  
Final State ◽  
Center Of Mass Energy ◽  
Heavy Resonances ◽  
Phenomenological Perspective ◽  
The Look

Abstract Since the discovery in 2012 of the Higgs boson at the LHC, as the last missing piece of the Standard Model of particle physics, any hint of new physics has been intensively searched for, with no confirmation to date. There are however slight deviations from the SM that are worth investigating. The CMS collaboration has reported, in a search for heavy resonances decaying in t$$ \overline{t} $$ t ¯ with a 13-TeV center-of-mass energy and a luminosity of 35.9 fb−1, deviations from the SM predictions at the 3.5σ level locally (1.9σ after the look-elsewhere effect). In addition, in the ditau final state search performed by the ATLAS collaboration at $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV and $$ \mathcal{L} $$ L = 139 fb−1, deviations from the SM at the 2σ level have been also observed. Interestingly, both slight excesses are compatible with a new pseudoscalar boson with a mass around 400 GeV that couples at least to fermions of the third generation and gluons. Starting from a purely phenomenological perspective, we inspect the possibility that a 400-GeV pseudoscalar can account for these deviations and at the same time satisfy the constraints on the rest of the channels that it gives contributions to and that are analyzed by the ATLAS and CMS experiments. After obtaining the range of effective couplings compatible with all experimental measurements, we study the gauge invariant UV completions that can give rise to this type of pseudoscalar resonance, which can be accommodated in an SO(6)/SO(5) model with consistency at the 1σ level and in a SO(5) × U(1)P × U(1)X/SO(4) × U(1)X at the 2σ level, while exceedingly large quartic couplings would be necessary to account for it in a general two Higgs doublet model.

scholarly journals Search for a heavy resonance decaying to a top quark and a W boson at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV in the fully hadronic final state

2021 ◽  
Vol 2021 (12) ◽  
Author(s):  
◽  
A. M. Sirunyan ◽  
A. Tumasyan ◽  
W. Adam ◽  
T. Bergauer ◽  
...  
Keyword(s):  
Top Quark ◽  
W Boson ◽  
Center Of Mass ◽  
Large Radius ◽  
Hadronic Final State ◽  
Final State ◽  
Proton Proton ◽  
Center Of Mass Energy ◽  
Heavy Resonances ◽  
Using Data

Abstract A search for a heavy resonance decaying to a top quark and a W boson in the fully hadronic final state is presented. The analysis is performed using data from proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 137 fb−1 recorded by the CMS experiment at the LHC. The search is focused on heavy resonances, where the decay products of each top quark or W boson are expected to be reconstructed as a single, large-radius jet with a distinct substructure. The production of an excited bottom quark, b*, is used as a benchmark when setting limits on the cross section for a heavy resonance decaying to a top quark and a W boson. The hypotheses of b* quarks with left-handed, right-handed, and vector-like chiralities are excluded at 95% confidence level for masses below 2.6, 2.8, and 3.1 TeV, respectively. These are the most stringent limits on the b* quark mass to date, extending the previous best limits by almost a factor of two.

scholarly journals Background estimation, search for heavy resonances and off-shell Higgs boson signal strength measurement in the 4 lepton final state with the ATLAS detector

2020 ◽  
Author(s):  
Παναγιώτης Μπέλλος
Keyword(s):  
Higgs Boson ◽  
Signal Strength ◽  
Atlas Detector ◽  
Test Statistic ◽  
Strength Measurement ◽  
Final State ◽  
Background Estimation ◽  
Heavy Resonances

Το 2012 η ανακάλυψη του μποζονίου Higgs από τα δύο μεγάλα πειράματα στο CERN, ATLAS και CMS, επιβεβαίωσε το Καθιερωμένο Πρότυπο (ΚΠ), την θεωρία η οποία περγράφει τα στοιχειώδη σωμάτια και τις αλληλεπιδράσεις τους. Καθώς με το μποζόνιο Higgs ολοκληρώθηκε η αναζήτηση των σωματιδίων τα οποία προβλέπονται από το ΚΠ, η έρευνα εστιάζεται πλέον στην μελέτη των ιδιοτήτων του, καθώς και στην αναζήτηση σωματιδίων τα οποία προβλέπονται από θεωρίες πέραν του ΚΠ. Κατά την 2η περίοδο λειτουργίας του LHC, τα έτη 2015-2018, σε ενέργεια κέντρου μάζας 13 TeV, το πείραμα ATLAS συvέλλεξε δεδομένα τα οποία αντιστοιχούν σε ολοκληρωμένη φωτεινότητα περίπου 140 /fb συμβάλλοντας σε αυτές τις μέλετες. Η ικανότητα του πειράματος να συλλέγει δεδομένα θα βελτιωθεί μέσω μιας σειράς αναβαθμίσεων. Στην 2η φάση αναβάθμισης θα αντικατασταθεί ο εσωτερικός ανιχνευτής τροχιών από τον new Inner Tracker (ITk). Ο ΙΤk θα καλλύπτει περιοχή ψευδοωκύτητας μέχρι 4, δίνοντας για πρώτη φορά την δυνατότητα ανακατασκευής τροχιών για ψευδοωκύτητα μεγαλύτερη από 2.5. Σε αυτή την περιοχή (2.5-4.0) η πληροφορία για τις τροχιές των σωματιδίων αναμένεται να συμβάλλει καθοριστικά στην δυνατότητα του ηλεκτρομαγνητικού καλοριμέτρου να αναγνωρίζει ηλεκτρόνια. Στην συγκεκριμένη μελέτη, η οποία εξετάζει αυτή την δυνατότητα, αρχικά μελετάται η γωνιακή απόσταση των clusters που δημιουργούνται στο καλορίμετρο και των τροχιών στον ΙTk. Έπειτα εκπαιδεύται ένα Νευρωνικό Δίκτυο (ΝΔ) με τις μεταβλητές που περιγράφουν το σχήμα των clusters. Συνδυάζοντας την διακρίνουσα του ΝΔ με κριτήρια γωνιακής απόστασης cluster-τροχίας ορίζονται τα 3 working points των ηλεκτρονίων με απόδοση 90%, 80% και 70%. Τέλος εξετάζεται και η προοπτική συμβολής στην αναγνώριση κάποιων επιπλέον μεταβλητών. Στην τελική κατάσταση 4 λεπτονίων το μειώσιμο υπόβαθρο απορρίπτεται σε μέγαλο βαθμό μέσω των κριτηρίων επιλογής γεγονότων. Η εκτίμησή του όμως γίνεται από τα πραγματικά δεδομένα, για να αποφευχθούν οι όποιες αβεβαιότητες. Για την εκτίμηση στην llμμ τελική κατάσταση χρησιμοποίουνται 4 περιοχές ελέγχου. Αυτές κατασκευάζονται αντιστρέφοντας κάποια από τα κριτήρια επιλογής, έτσι ώστε να είναι εμπλουτισμένες στις διάφορες διαδικασίες υποβάθρου. Η αναλλοίωτη μάζα του πρωτεύοντος ζεύγους λεπτονίων χρησιμοποιείται για να κατασκευαστεί ένα μοντέλο, το οποίο προσαρμόζεται στα πραγματικά δεδομένα, στις 4 περιοχές ελέγχου, ταυτόχρονα. Οι περιοχές επικοινωνούν μέσω μια 5ης περιοχής. Τα αποτελέσματα εκφράζονται αρχικά σε αυτήν την 5η περιοχή και έπειτα μεταφέρονται στην περιοχή όπου όλα τα κριτήρια εφαρμόζονται κανονικά μέσω κάποιων παραγόντων μεταφοράς. Αυτοί οι παράγοντες ελέγχονται επίσης από τα πραγματικά δεδομένα χρησιμοποιώντας ένα κατάλληλο σύνολο γεγονότων. Στην ανάζητηση βαρέων συντονισμών η μέλετη επικεντρώνεται στην διαδικασία της προσαρμογής στα πραγματικά δεδομένα. Η προσαρμογή πραγματοποιείται με μια συνάρτηση μέγιστης πιθανοφάνειας. Από αυτήν προκύπτει μία test statistic μεταβλητή, η οποία δείχνει την συμφωνία των δεδομένων με κάποια θεωρητική υπόθεση. Μέσω αυτής της μεταβλητής ορίζονται τα ανώτερα όρια στην παράγωγη κάποιου νέου σωματιδίου με την μέθοδο CLs. Τέλος παρουσιάζονται τα όρια για την παραγωγή ενός Higgs-like συντονισμού. Στην τελευταία μελέτη γίνεται προσπάθεια μέτρησης του πλάτους διάσπασης του μποζονίου Higgs. Για να πραγματοποιηθεί αυτή η μέτρηση απαιτείται μέτρηση της ενεργού διατομής off-shell παραγωγής του μποζονίου. Για να αυξηθεί η ευαισθησία του πειράματος, εκτός από την βασική επιλογή γεγονότων, χρησιμοποιείται και η μέθοδος του στοιχείου πίνακα. Με την διακρίνουσα που πάραγεται από αυτήν την μέθοδο γίνεται η τελική προσαρμογή στα πραγματικά δεδομένα και εν τέλει εκτιμάται ένα ανώτερο όριο στο πλάτος διάσπασης.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document