Journal Article PUBDB-2024-06926

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Search for Soft Unclustered Energy Patterns in Proton-Proton Collisions at 13 TeV

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2024
APS College Park, Md.

Physical review letters 133(19), 191902 () [10.1103/PhysRevLett.133.191902]
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Report No.: CERN-EP-2024-054; CMS-EXO-23-002; arXiv:2403.05311

Abstract: The first search for soft unclustered energy patterns (SUEPs) is performed using an integrated luminosity of 138 fb$^{-1}$ of proton-proton collision data at $\sqrt{s}$ = 13 TeV collected in 2016-2018 by the CMS detector at the LHC. Such SUEPs are predicted by Hidden Valley models with a new, confining force with a large 't Hooft coupling. In events with boosted topologies, selected by high-threshold hadronic triggers, the multiplicity and sphericity of clustered tracks are used to reject the background from standard model quantum chromodynamics. With no observed excess of events over the standard model expectation, limits are set on the cross section for production via gluon fusion of a scalar mediator with SUEP-like decays.

Keyword(s): p p: scattering ; p p: colliding beams ; gluon gluon: fusion ; trigger: hadronic ; quantum chromodynamics ; hidden sector ; sphericity ; multiplicity ; mediation ; tracks ; CERN LHC Coll ; confinement ; background ; CMS ; topology ; channel cross section: upper limit ; track data analysis ; data analysis method ; experimental results ; 13000 GeV-cms

Classification:

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
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