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Search for new particles in events with energetic jets and large missing transverse momentum in proton-proton collisions at $\sqrt{s} = $ 13 TeV

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2021

1-70 () [10.3204/PUBDB-2021-03376]  GO

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Report No.: CERN-EP-2021-136; CMS-EXO-20-004; arXiv:2107.13021

Abstract: A search is presented for new particles produced at the LHC in proton-proton collisions at $\sqrt{s}=$ 13 TeV, using events with energetic jets and large missing transverse momentum. The analysis is based on a data sample corresponding to an integrated luminosity of 101 fb$^{-1}$, collected in 2017-2018 with the CMS detector. Machine learning techniques are used to define separate categories for events with narrow jets from initial-state radiation and events with large-radius jets consistent with a hadronic decay of a W or Z boson. A statistical combination is made with an earlier search based on a data sample of 36 fb$^{-1}$, collected in 2016. No significant excess of events is observed with respect to the standard model background expectation determined from control samples in data. The results are interpreted in terms of limits on the branching fraction of an invisible decay of the Higgs boson, as well as constraints on simplified models of dark matter, on first-generation scalar leptoquarks decaying to quarks and neutrinos, and on models with large extra dimensions. Several of the new limits, specifically for spin-1 dark matter mediators, pseudoscalar mediators, colored mediators, and leptoquarks, are the most restrictive to date.

Keyword(s): p p: colliding beams ; transverse momentum: missing-energy ; p p: scattering ; dark matter: mediation ; W: hadronic decay ; Z0: hadronic decay ; Higgs particle: invisible decay ; radiation: initial-state interaction ; leptoquark: scalar ; new particle ; category ; initial state ; space-time: higher-dimensional ; CERN LHC Coll ; dark matter: coupling ; dark matter: spin ; coupling: pseudoscalar ; coupling: vector ; background ; Higgs particle: branching ratio: upper limit ; CMS ; mass dependence ; cross section: ratio: upper limit ; coupling constant: upper limit ; neural network ; statistical analysis ; data analysis method ; experimental results ; leptoquark --> quark neutrino ; 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/EXO-20-004 (CMS Public Pages)
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. HIDSS-0002 - DASHH: Data Science in Hamburg - Helmholtz Graduate School for the Structure of Matter (2019_IVF-HIDSS-0002) (2019_IVF-HIDSS-0002)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2021
Database coverage:
Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; OpenAccess ; Published
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Private Collections > >DESY > >FH > CMS
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