Model-independent search for pair production of new bosons decaying into muons in proton-proton collisions at √s=13 TeV

• Main Author: Hayrapetyan, A.
• Publication Date: 2024
• Other Authors: Tumasyan, A., Adam, W., Andrejkovic, J. W., Bergauer, T., Chatterjee, S., Damanakis, K., Dragicevic, M., Hussain, P. S., Jeitler, M., Krammer, N., Li, A., Liko, D., Mikulec, I., Schieck, J., Schoefbeck, R., Schwarz, D., Sonawane, M., Templ, S., Waltenberger, W., Wulz, C-E, Darwish, M. R., Janssen, T., Van Laer, T., Van Mechelen, P., Breugelmans, N., D'Hondt, J., Dansana, S., De Moor, A., Delcourt, M., Heyen, F., Lowette, S., Makarenko, I., Mueller, D., Tavernier, S., Tytgat, M., Van Onsem, G. P., Van Putte, S., Vannerom, D., Bilin, B., Clerbaux, B., Das, A. K., De Lentdecker, G., Evard, H., Favart, L., Gianneios, P., Jaramillo, J., Khalilzadeh, A., Khan, F. A., Lee, K., Mahdavikhorrami, M., Malara, A., Paredes, S., Shahzad, M. A., Thomas, L., Vanden Bemden, M., Vander Velde, C., Vanlaer, P., De Coen, M., Dobur, D., Gokbulut, G., Hong, Y., Knolle, J., Lambrecht, L., Marckx, D., Amarilo, K. 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L., Stein, A., Torres Da Silva De Araujo, F., Wiedenbeck, S., Zaleski, S., Dziwok, C., Fluegge, G., Kress, T., Nowack, A., Pooth, O., Stahl, A., Ziemons, T., Zotz, A., Petersen, H. Aarup, Martin, M. Aldaya, Alimena, J., Amoroso, S., An, Y., Bach, J., Baxter, S., Bayatmakou, M., Gonzalez, H. Becerril, Behnke, O., Belvedere, A., Bhattacharya, S., Blekman, F., Borras, K., Campbell, A., Cardini, A., Cheng, C., Colombina, F., De Silva, M., Eckerlin, G., Eckstein, D., Banos, L. I. Estevez, Filatov, O., Gallo, E., Geiser, A., Guglielmi, V., Guthoff, M., Hinzmann, A., Jeppe, L., Kaech, B., Kasemann, M., Kleinwort, C., Kogler, R., Komm, M., Kruecker, D., Lange, W., Pernia, D. Leyva, Lipka, K., Lohmann, W., Lorkowski, F., Mankel, R., Melzer-Pellmann, I-A, Morentin, M. Mendizabal, Meyer, A. B., Milella, G., Figueroa, K. Moral, Mussgiller, A., Nair, L. 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M., Carrivale, C., Ciangottini, D., Fano, L., Magherini, M., Mariani, V., Menichelli, M., Moscatelli, F., Rossi, A., Santocchia, A., Spiga, D., Tedeschi, T., Alexe, C. A., Asenov, P., Azzurri, P., Bagliesi, G., Bhattacharya, R., Bianchini, L., Boccali, T., Bossini, E., Bruschini, D., Castaldi, R., Ciocci, M. A., Cipriani, M., D'Amante, V., Dell'Orso, R., Donato, S., Giassi, A., Ligabue, F., Marini, A. C., Figueiredo, D. Matos, Messineo, A., Musich, M., Palla, F., Rizzi, A., Rolandi, G., Chowdhury, S. Roy, Sarkar, T., Scribano, A., Spagnolo, P., Tenchini, R., Tonelli, G., Turini, N., Vaselli, F., Venturi, A., Verdini, P. G., Barrera, C. Baldenegro, Barria, P., Basile, C., Campana, M., Cavallari, F., Mendez, L. 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S., Bak, G., Gwak, P., Kim, H., Moon, D. H., Asilar, E., Choi, J., Kim, D., Kim, T. J., Merlin, J. A., Ryou, Y., Choi, S., Han, S., Hong, B., Lee, K. S., Lee, S., Yoo, J., Goh, J., Kim, H. S., Kim, Y., Almond, J., Bhyun, J. H., Jun, W., Ko, S., Kwon, H., Lee, J., Oh, B. H., Oh, S. B., Seo, H., Yang, U. K., Yoon, I., Jang, W., Kang, D. Y., Kang, Y., Kim, S., Ko, B., Lee, J. S. H., Lee, Y., Park, I. C., Roh, Y., Watson, I. J., Ha, S., Yoo, H. D., Choi, M., Kim, M. R., Yu, I., Beyrouthy, T., Gharbia, Y., Alazemi, F., Dreimanis, K., Gaile, A., Pikurs, G., Potrebko, A., Seidel, M., Kontos, D. Sidiropoulos, Strautnieks, N. R., Ambrozas, M., Juodagalvis, A., Rinkevicius, A., Tamulaitis, G., Yusuff, I., Zolkapli, Z., Benitez, J. F., Castaneda Hernandez, A., Encinas Acosta, H. A., Gallegos Marinez, L. G., Leon Coello, M., Murillo Quijada, J. A., Sehrawat, A., Valencia Palomo, L., Ayala, G., Castilla-Valdez, H., Crotte Ledesma, H., De La Cruz-Burelo, E., Heredia-De La Cruz, I., Lopez-Fernandez, R., Mejia Guisao, J., Mondragon Herrera, C. A., Sanchez Hernandez, A., Oropeza Barrera, C., Ramirez Guadarrama, D. L., Ramirez Garcia, M., Bautista, I., Pedraza, I., Salazar Ibarguen, H. A., Uribe Estrada, C., Bubanja, I., Raicevic, N., Butler, P. H., Ahmad, A., Asghar, M. I., Awais, A., Awan, M. I. M., Hoorani, H. R., Khan, W. A., Avati, V., Grzanka, L., Malawski, M., Bialkowska, H., Bluj, M., Gorski, M., Kazana, M., Szleper, M., Zalewski, P., Bunkowski, K., Doroba, K., Kalinowski, A., Konecki, M., Krolikowski, J., Muhammad, A., Pozniak, K., Zabolotny, W., Araujo, M., Bastos, D., Beirao Da Cruz E Silva, C., Boletti, A., Bozzo, M., Camporesi, T., Da Molin, G., Gallinaro, M., Hollar, J., Leonardo, N., Marozzo, G. B., Niknejad, T., Petrilli, A., Pisano, M., Seixas, J., Varela, J., Wulff, J. W., Adzic, P., Milenovic, P., Dordevic, M., Milosevic, J., Rekovic, V., Alcaraz Maestre, J., Bedoya, Cristina F., Carretero, Oliver M., Cepeda, M., Cerrada, M., Colino, N., De La Cruz, B., Delgado Peris, A., Escalante Del Valle, A., Fernandez Del Val, D., Fernandez Ramos, J. P., Flix, J., Fouz, M. C., Gonzalez Lopez, O., Goy Lopez, S., Hernandez, J. M., Josa, M. I., Martin Viscasillas, E., Moran, D., Morcillo Perez, C. M., Navarro Tobar, A., Perez Dengra, C., Perez-Calero Yzquierdo, A., Puerta Pelayo, J., Redondo, I., Sanchez Navas, S., Sastre, J., Vazquez Escobar, J., Troconiz, J. F. de, Alvarez Gonzalez, B., Cuevas, J., Fernandez Menendez, J., Folgueras, S., Gonzalez Caballero, I., Gonzalez Fernandez, J. R., Leguina, P., Palencia Cortezon, E., Prado Pico, J., Ramon Alvarez, C., Rodriguez Bouza, V., Soto Rodriguez, A., Trapote, A., Vico Villalba, C., Vischia, P., Bhowmik, S., Blanco Fernandez, S., Brochero Cifuentes, J. A., Cabrillo, I. J., Calderon, A., Duarte Campderros, J., Fernandez, M., Gomez, G., Lasaosa Garcia, C., Lopez Ruiz, R., Martinez Rivero, C., Martinez Ruiz del Arbol, P., Matorras, F., Matorras Cuevas, P., Navarrete Ramos, E., Piedra Gomez, J., Scodellaro, L., Vila, I., Vizan Garcia, J. M., Kailasapathy, B., Wickramarathna, D. D. C., Dharmaratna, W. G. D., Liyanage, K., Perera, N., Abbaneo, D., Amendola, C., Auffray, E., Auzinger, G., Baechler, J., Barney, D., Martinez, A. Bermudez, Bianco, M., Bin Anuar, A. A., Bocci, A., Borgonovi, L., Botta, C., Brondolin, E., Caillol, C., Cerminara, G., Chernyavskaya, N., d'Enterria, D., Dabrowski, A., David, A., De Roeck, A., Defranchis, M. M., Deile, M., Dobson, M., Franzoni, G., Funk, W., Giani, S., Gigi, D., Gill, K., Glege, F., Hegeman, J., Heikkila, J. K., Huber, B., Innocente, V., James, T., Janot, P., Kaluzinska, O., Karacheban, O., Laurila, S., Lecoq, P., Leutgeb, E., Lourenco, C., Malgeri, L., Mannelli, M., Matthewman, M., Mehta, A., Meijers, F., Mersi, S., Meschi, E., Milosevic, V., Monti, F., Moortgat, F., Mulders, M., Neutelings, I., Orfanelli, S., Pantaleo, F., Petrucciani, G., Pfeiffer, A., Pierini, M., Qu, H., Rabady, D., Lopes, B. Ribeiro, Rovere, M., Sakulin, H., Cruz, S. Sanchez, Scarfi, S., Schwick, C., Selvaggi, M., Shchelina, K., Silva, P., Sphicas, P., Leiton, A. G. Stahl, Steen, A., Summers, S., Treille, D., Tropea, P., Walter, D., Wanczyk, J., Wuchterl, S., Zehetner, P., Zejdl, P., Zeuner, W. D., Bevilacqua, T., Caminada, L., Ebrahimi, A., Erdmann, W., Horisberger, R., Ingram, Q., Kaestli, H. C., Kotlinski, D., Lange, C., Missiroli, M., Noehte, L., Rohe, T., Aarrestad, T. K., Androsov, K., Backhaus, M., Bonomelli, G., Calandri, A., Cazzaniga, C., Datta, K., D'Archiac, P. De Bryas Dexmiers, De Cosa, A., Dissertori, G., Dittmar, M., Donega, M., Eble, F., Galli, M., Gedia, K., Glessgen, F., Grab, C., Harringer, N., Harte, T. G., Hits, D., Lustermann, W., Lyon, A-M, Manzoni, R. A., Marchegiani, M., Marchese, L., Perez, C. Martin, Mascellani, A., Nessi-Tedaldi, F., Pauss, F., Perovic, V., Pigazzini, S., Reissel, C., Ristic, B., Riti, F., Seidita, R., Steggemann, J., Tarabini, A., Valsecchi, D., Wallny, R., Amsler, C., Bartschi, P., Canelli, M. F., Cormier, K., Huwiler, M., Jin, W., Jofrehei, A., Kilminster, B., Leontsinis, S., Liechti, S. P., Macchiolo, A., Meiring, P., Meng, F., Molinatti, U., Motta, J., Reimers, A., Robmann, P., Senger, M., Shokr, E., Stager, F., Tramontano, R., Adloff, C., Bhowmik, D., Kuo, C. M., Lin, W., Rout, P. K., Tiwari, P. C., Yu, S. S., Ceard, L., Chen, K. F., Chen, P. S., Chen, Z. G., De Iorio, A., Hou, W-S, Hsu, T. H., Kao, Y. W., Karmakar, S., Kole, G., Li, Y. Y., Lu, R-S, Paganis, E., Su, X. F., Thomas-Wilsker, J., Tsai, L. S., Tsionou, D., Wu, H. Y., Yazgan, E., Asawatangtrakuldee, C., Srimanobhas, N., Wachirapusitanand, V., Agyel, D., Boran, F., Dolek, F., Dumanoglu, I., Eskut, E., Guler, Y., Guler, E. Gurpinar, Isik, C., Kara, O., Kayis Topaksu, A., Kiminsu, U., Onengut, G., Ozdemir, K., Polatoz, A., Tali, B., Tok, U. G., Turkcapar, S., Uslan, E., Zorbakir, I. S., Sokmen, G., Yalvac, M., Akgun, B., Atakisi, I. O., Gulmez, E., Kaya, M., Kaya, O., Tekten, S., Cakir, A., Cankocak, K., Dincer, G. G., Komurcu, Y., Sen, S., Aydilek, O., Hacisahinoglu, B., Hos, I., Kaynak, B., Ozkorucuklu, S., Potok, O., Sert, H., Simsek, C., Zorbilmez, C., Cerci, S., Isildak, B., Cerci, D. Sunar, Yetkin, T., Boyaryntsev, A., Grynyov, B., Levchuk, L., Anthony, D., Brooke, J. J., Bundock, A., Bury, F., Clement, E., Cussans, D., Flacher, H., Glowacki, M., Goldstein, J., Heath, H. F., Holmberg, M-L, Kreczko, L., Paramesvaran, S., Robertshaw, L., El Nasr-Storey, S. Seif, Smith, V. J., Stylianou, N., Pass, K. Walkingshaw, Ball, A. H., Bell, K. W., Belyaev, A., Brew, C., Brown, R. M., Cockerill, D. J. A., Cooke, C., Elliot, A., Ellis, K. V., Harder, K., Harper, S., Linacre, J., Manolopoulos, K., Newbold, D. M., Olaiya, E., Petyt, D., Reis, T., Sahasransu, A. R., Salvi, G., Schuh, T., Shepherd-Themistocleous, C. H., Tomalin, I. R., Whalen, K. C., Williams, T., Andreou, I., Bainbridge, R., Bloch, P., Brown, C. E., Buchmuller, O., Cacchio, V., Montoya, C. A. Carrillo, Chahal, G. S., Colling, D., Dancu, J. S., Das, I., Dauncey, P., Davies, G., Davies, J., Della Negra, M., Fayer, S., Fedi, G., Hall, G., Hassanshahi, M. H., Howard, A., Iles, G., Knight, M., Langford, J., Holgado, J. Leon, Lyons, L., Magnan, A-M, Mallios, S., Mieskolainen, M., Nash, J., Pesaresi, M., Pradeep, P. B., Radburn-Smith, B. C., Richards, A., Rose, A., Savva, K., Seez, C., Shukla, R., Tapper, A., Uchida, K., Uttley, G. P., Vage, L. H., Virdee, T., Vojinovic, M., Wardle, N., Winterbottom, D., Coldham, K., Cole, J. E., Khan, A., Kyberd, P., Reid, I. D., Abdullin, S., Brinkerhoff, A., Collins, E., Dittmann, J., Hatakeyama, K., Hiltbrand, J., McMaster, B., Samudio, J., Sawant, S., Sutantawibul, C., Wilson, J., Bartek, R., Dominguez, A., Escamilla, C. Huerta, Simsek, A. E., Uniyal, R., Hernandez, A. M. Vargas, Bam, B., Perraguin, A. Buchot, Chudasama, R., Cooper, S. I., Crovella, C., Gleyzer, S. V., Pearson, E., Perez, C. U., Rumerio, P., Usai, E., Yi, R., Akpinar, A., Cosby, C., De Castro, G., Demiragli, Z., Erice, C., Fangmeier, C., Madrazo, C. Fernandez, Fontanesi, E., Gastler, D., Golf, F., Jeon, S., O'Cain, J., Reed, I., Rohlf, J., Salyer, K., Sperka, D., Spitzbart, D., Suarez, I., Tsatsos, A., Zecchinelli, A. G., Benelli, G., Cutts, D., Gouskos, L., Hadley, M., Heintz, U., Hogan, J. M., Kwon, T., Landsberg, G., Lau, K. T., Li, D., Luo, J., Mondal, S., Pervan, N., Russell, T., Sagir, S., Simpson, F., Stamenkovic, M., Venkatasubramanian, N., Yan, X., Abbott, S., Brainerd, C., Breedon, R., Cai, H., Sanchez, M. Calderon De La Barca, Chertok, M., Citron, M., Conway, J., Cox, P. T., Erbacher, R., Jensen, F., Kukral, O., Mocellin, G., Mulhearn, M., Ostrom, S., Wei, W., Yao, Y., Yoo, S., Zhang, F., Bachtis, M., Cousins, R., Datta, A., Avila, G. Flores, Hauser, J., Ignatenko, M., Iqbal, M. A., Lam, T., Manca, E., Del Prado, A. Nunez, Saltzberg, D., Valuev, V., Clare, R., Gary, J. W., Gordon, M., Hanson, G., Si, W., Aportela, A., Arora, A., Branson, J. G., Cittolin, S., Cooperstein, S., Diaz, D., Duarte, J., Giannini, L., Gu, Y., Guiang, J., Kansal, R., Krutelyov, V., Lee, R., Letts, J., Masciovecchio, M., Mokhtar, F., Pieri, M., Quinnan, M., Narayanan, B. V. Sathia, Sharma, V., Tadel, M., Vourliotis, E., Wurthwein, F., Xiang, Y., Yagil, A., Barzdukas, A., Brennan, L., Campagnari, C., Downham, K., Grieco, C., Incandela, J., Li, A. J., Masterson, P., Mei, H., Richman, J., Santpur, S. N., Sarica, U., Schmitz, R., Setti, F., Sheplock, J., Stuart, D., Vami, T. A., Wang, S., Zhang, D., Bornheim, A., Cerri, O., Latorre, A., Mao, J., Newman, H. B., Gutierrez, G. Reales, Spiropulu, M., Vlimant, J. R., Xie, S., Zhu, R. Y., Alison, J., An, S., Bryant, P., Cremonesi, M., Dutta, V., Ferguson, T., Espinosa, T. A. Gomez, Harilal, A., Tharayil, A. Kallil, Liu, C., Mudholkar, T., Murthy, S., Palit, P., Park, K., Paulini, M., Roberts, A., Sanchez, A., Terrill, W., Cumalat, J. P., Ford, W. T., Hart, A., Hassani, A., Karathanasis, G., Manganelli, N., Savard, C., Schonbeck, N., Stenson, K., Ulmer, K. A., Wagner, S. R., Zipper, N., Zuolo, D., Alexander, J., Bright-Thonney, S., Chen, X., Cranshaw, D. J., Fan, J., Fan, X., Hogan, S., Kotamnives, P., Monroy, J., Oshiro, M., Patterson, J. R., Reid, M., Ryd, A., Thom, J., Wittich, P., Zou, R., Albrow, M., Alyari, M., Amram, O., Apollinari, G., Apresyan, A., Bauerdick, L. A. T., Berry, D., Berryhill, J., Bhat, P. C., Burkett, K., Butler, J. N., Canepa, A., Cerati, G. B., Cheung, H. W. K., Chlebana, F., Cummings, G., Dickinson, J., Dutta, I., Elvira, V. D., Feng, Y., Freeman, J., Gandrakota, A., Gecse, Z., Gray, L., Green, D., Grummer, A., Grunendahl, S., Guerrero, D., Gutsche, O., Harris, R. M., Heller, R., Herwig, T. C., Hirschauer, J., Jayatilaka, B., Jindariani, S., Johnson, M., Joshi, U., Klijnsma, T., Klima, B., Kwok, K. H. M., Lammel, S., Lincoln, D., Lipton, R., Liu, T., Madrid, C., Maeshima, K., Mantilla, C., Mason, D., McBride, P., Merkel, P., Mrenna, S., Nahn, S., Ngadiuba, J., Noonan, D., Norberg, S., Papadimitriou, V., Pastika, N., Pedro, K., Pena, C., Ravera, F., Hall, A. 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R., Bouchamaoui, H., Das, P., Dezoort, G., Elmer, P., Frankenthal, A., Greenberg, B., Haubrich, N., Kennedy, K., Kopp, G., Kwan, S., Lange, D., Loeliger, A., Marlow, D., Ojalvo, I., Olsen, J., Shevelev, A., Stickland, D., Tully, C., Malik, S., Bakshi, A. S., Chandra, S., Chawla, R., Gu, A., Gutay, L., Jones, M., Jung, A. W., Koshy, A. M., Liu, M., Negro, G., Neumeister, N., Paspalaki, G., Piperov, S., Scheurer, V., Schulte, J. F., Stojanovic, M., Thieman, J., Virdi, A. K., Wang, F., Xie, W., Dolen, J., Parashar, N., Pathak, A., Acosta, D., Carnahan, T., Ecklund, K. M., Manteca, P. J. Fernandez, Freed, S., Gardner, P., Geurts, F. J. M., Li, W., Lin, J., Colin, O. Miguel, Padley, B. P., Redjimi, R., Rotter, J., Shi, W., Yigitbasi, E., Zhang, Y., Bodek, A., Barbaro, P. de, Demina, R., Garcia-Bellido, A., Hindrichs, O., Khukhunaishvili, A., Parmar, N., Parygin, P., Popova, E., Taus, R., Chiarito, B., Chou, J. P., Clark, S. 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• Format: Article
• Language: eng
• Source: Repositório Institucional da UNESP
• Download full: http://dx.doi.org/10.1007/JHEP12(2024)172; https://hdl.handle.net/11449/308367
• topic: Beyond Standard Model; Hadron-Hadron Scattering

The results of a model-independent search for the pair production of new bosons within a mass range of 0.21 < m < 60 GeV, are presented. This study utilizes events with a four-muon final state. We use two data sets, comprising 41.5 fb(-1) and 59.7 fb(-1) of proton-proton collisions at root s = 13TeV, recorded in 2017 and 2018 by the CMS experiment at the CERN LHC. The study of the 2018 data set includes a search for displaced signatures of a new boson within the proper decay length range of 0 < c tau < 100mm. Our results are combined with a previous CMS result, based on 35.9 fb(-1) of proton-proton collisions at root s = 13TeV collected in 2016. No significant deviation from the expected background is observed. Results are presented in terms of a model-independent upper limit on the product of cross section, branching fraction, and acceptance. The findings are interpreted across various benchmark models, such as an axion-like particle model, a vector portal model, the next-to-minimal supersymmetric standard model, and a dark supersymmetric scenario, including those predicting a non-negligible proper decay length of the new boson. In all considered scenarios, substantial portions of the parameter space are excluded, expanding upon prior results.