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Journal Article PUBDB-2024-06914
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A search for bottom-type vector-like quark pair production in dileptonic and fully hadronic final states in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

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2024
American Physical Society Ridge, NY

Physical review / D 110(5), 052004 () [10.1103/PhysRevD.110.052004]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2024-016; CMS-B2G-20-014; arXiv:2402.13808

Abstract: A search is described for the production of a pair of bottom-type vector-like quarks (B VLQs) with mass greater than 1000 GeV. Each B VLQ decays into a b quark and a Higgs boson, a b quark and a Z boson, or a t quark and a W boson. This analysis considers both fully hadronic final states and those containing a charged lepton pair from a Z boson decay. The products of the H $to$ bb boson decay and of the hadronic Z or W boson decays can be resolved as two distinct jets or merged into a single jet, so the final states are classified by the number of reconstructed jets. The analysis uses data corresponding to an integrated luminosity of 138 fb$^{-1}$ collected in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV with the CMS detector at the LHC from 2016 to 2018. No excess over the expected background is observed. Lower limits are set on the B VLQ mass at 95% confidence level. These depend on the B VLQ branching fractions and are 1570 and 1540 GeV for 100% B $\to$ bH and 100% B $\to$ bZ, respectively. In most cases, the mass limits obtained exceed previous limits by at least 100 GeV.

Keyword(s): p p: colliding beams ; quark: vector particle ; final state: hadronic ; final state: ((n)jet) ; final state: ((n)jet dilepton) ; jet: multiplicity ; p p: scattering ; quark: pair production ; quark: decay modes ; jet: bottom ; Z0: decay ; quark: branching ratio ; lepton: pair production ; CERN LHC Coll ; background ; Higgs particle: hadronic decay ; bottom: particle identification ; quark: mass: lower limit ; CMS ; experimental results ; quark --> bottom Higgs particle ; quark --> bottom Z0 ; quark --> top W ; 13000 GeV-cms

Classification:

Note: Phys. Rev. D 110 (2024) 052004. All the figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/B2G-20-014 (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. DFG project G:(GEPRIS)390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
  3. 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 2024
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; SCOAP3 OpenAccess ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Electronics and Telecommunications Collection ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; Ebsco Academic Search ; Essential Science Indicators ; IF >= 5 ; JCR ; SCOAP3 sponsored Journal ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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