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Journal Article PUBDB-2022-03574
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Search for a heavy resonance decaying into a top quark and a W boson in the lepton+jets final state at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV

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2022
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 04(4), 048 () [10.1007/JHEP04(2022)048]
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Report No.: CERN-EP-2021-223; CMS-B2G-20-010; arXiv:2111.10216

Abstract: A search for a heavy resonance decaying into a top quark and a W boson in proton-proton collisions at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV is presented. The data analyzed were recorded with the CMS detector at the LHC and correspond to an integrated luminosity of 138 fb$^{−1}$. The top quark is reconstructed as a single jet and the W boson, from its decay into an electron or muon and the corresponding neutrino. A top quark tagging technique based on jet clustering with a variable distance parameter and simultaneous jet grooming is used to identify jets from the collimated top quark decay. The results are interpreted in the context of two benchmark models, where the heavy resonance is either an excited bottom quark b$^{∗}$ or a vector-like quark B. A statistical combination with an earlier search by the CMS Collaboration in the all-hadronic final state is performed to place upper cross section limits on these two models. The new analysis extends the lower range of resonance mass probed from 1.4 down to 0.7 TeV. For left-handed, right-handed, and vector-like couplings, b$^{∗}$ masses up to 3.0, 3.0, and 3.2 TeV are excluded at 95% confidence level, respectively. The observed upper limits represent the most stringent constraints on the b$^{∗}$ model to date.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): p p: colliding beams ; resonance: production ; resonance: heavy ; resonance: mass ; top: decay ; jet: final state ; p p: scattering ; CMS ; quark: excited state ; bottom: excited state ; quark: vector particle ; muon ; collimator ; benchmark ; final state: ((n)jet lepton) ; right-handed ; electron ; CERN LHC Coll ; statistical ; left-handed ; channel cross section: upper limit ; quark: mass: lower limit ; track data analysis: jet ; data analysis method ; experimental results ; 13000 GeV-cms ; Beyond Standard Model ; Hadron-Hadron Scattering

Classification:
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)
  3. DFG project 390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2022
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; SCOAP3 OpenAccess ; DOAJ ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; DOAJ Seal ; Ebsco Academic Search ; Essential Science Indicators ; IF >= 5 ; JCR ; NationallizenzNationallizenz ; SCOAP3 sponsored Journal ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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