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Search for heavy neutral resonances decaying to tau lepton pairs in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

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2024

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Report No.: CERN-EP-2024-292; CMS-EXO-21-016; arXiv:2412.04357

Abstract: A search for heavy neutral gauge bosons (Z') decaying into a pair of tau leptons is performed in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV at the CERN LHC. The data were collected with the CMS detector and correspond to an integrated luminosity of 138 fb$^{-1}$. The observations are found to be in agreement with the expectation from standard model processes. Limits at 95% confidence level are set on the product of the Z' production cross section and its branching fraction to tau lepton pairs for a range of Z' boson masses. For a narrow resonance in the sequential standard model scenario, a Z' boson with a mass below 3.5 TeV is excluded. This is the most stringent limit to date from this type of search.


Note: Submitted to Physical Review D. All figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/EXO-21-016 (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)
  4. GRK 2497 - GRK 2497: Physik der schwersten Teilchen am Large Hadron Collider (400140256) (400140256)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

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Search for heavy neutral resonances decaying to tau lepton pairs in proton-proton collisions at s=13 TeV
Physical review / D 111(11), 112004 () [10.1103/PhysRevD.111.112004]  GO arXiv  Download fulltext Files  Download fulltextFulltext Download fulltextFulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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