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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

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2021

[10.3204/PUBDB-2021-02583]  GO

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Report No.: CERN-EP-2021-044; CMS-B2G-19-003; arXiv:2104.12853

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.

Keyword(s): talk: Prague 2020/07/30 ; p p: colliding beams ; resonance: production ; resonance: heavy ; resonance: hadronic decay ; quark: production ; final state: hadronic ; final state: ((n)jet) ; quark: excited state ; bottom: excited state ; excited state: decay ; quark: mass: lower limit ; excited state: mass: lower limit ; p p: scattering ; CERN LHC Coll ; quark: right-handed ; quark: left-handed ; quark: vector particle ; quark: coupling ; excited state: coupling ; benchmark ; structure ; CMS ; channel cross section: branching ratio: upper limit ; experimental results ; 13000 GeV-cms


Note: Submitted to JHEP. All figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/B2G-19-003 (CMS Public Pages)
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2021
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Journal of high energy physics 12(12), 106 () [10.1007/JHEP12(2021)106]  GO OpenAccess  Download fulltext Files  Download fulltextFulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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