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Search for low-mass resonances decaying into two jets and produced in association with a photon or a jet at $\sqrt{s}$ = 13 TeV with the ATLAS detector

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2024

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Report No.: CERN-EP-2024-044; arXiv:2403.08547

Abstract: A search is performed for localized excesses in the low-mass dijet invariant mass distribution, targeting a hypothetical new particle decaying into two jets and produced in association with either a high transverse momentum photon or a jet. The search uses the full Run 2 data sample from LHC proton-proton collisions collected by the ATLAS experiment at a center-of-mass energy of 13 TeV during 2015–2018. Two variants of the search are presented for each type of initial-state radiation: one that makes no jet flavor requirements and one that requires both of the jets to have been identified as containing b-hadrons. No excess is observed relative to the Standard Model prediction, and the data are used to set upper limits on the production cross section for a benchmark Z′ model and, separately, for generic, beyond the Standard Model scenarios which might produce a Gaussian-shaped contribution to dijet invariant mass distributions. The results extend the current constraints on dijet resonances to the mass range between 200 and 650 GeV.

Keyword(s): p p: colliding beams ; resonance: production ; jet: associated production ; photon: associated production ; resonance: mass ; resonance: hadronic decay ; photon: transverse momentum ; jet: flavor ; jet: bottom ; bottom: particle identification ; radiation: initial-state interaction ; current: constraint ; transverse momentum: high ; p p: scattering ; dijet: mass spectrum ; ATLAS ; new physics: search for ; initial state ; benchmark ; new particle ; Z' ; CERN LHC Coll ; channel cross section: upper limit ; mass: lower limit ; experimental results ; 13000 GeV-cms


Note: Phys. Rev. D 110 (2024) 032002. All figures including auxiliary figures are available at http://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/EXOT-2019-01

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. DFG project G:(GEPRIS)469666862 - Präzisionstests des Standardmodells unter der Verwendung von geboosteten W/Z-Bosonen am Large Hadron Collider (469666862) (469666862)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2024
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