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Measurement of dijet angular distributions and search for beyond the standard model physics in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

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2026

[10.3204/PUBDB-2026-01258]  GO

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Report No.: CERN-EP-2026-057; CMS-EXO-24-011; arXiv:2603.25458

Abstract: A measurement is presented of dijet angular distributions in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV, using data collected with the CMS detector at the CERN LHC and corresponding to an integrated luminosity of 138 fb$^{-1}$. For the first time, the dijet angular distributions, corrected for detector effects, are compared with the predictions of perturbative quantum chromodynamics at next-to-next-to-leading order, including next-to-leading-order electroweak corrections. While data are generally found to be in agreement with predictions, a small difference in shape of the normalized distributions is seen for dijet masses ranging from 2.4 to 4.8 TeV and above 6 TeV. The distributions are used to search for proposed signatures of quark compositeness, extra spatial dimensions, quantum black holes, dark-matter mediators, axion-like particles, and anomalous gluon couplings. The most stringent limits to date are set for most of these scenarios. Quark contact interactions are excluded at 95% confidence level (CL) up to a scale of 17 (37) TeV for destructive (constructive) interference in a benchmark scenario, valid to next-to-leading order in quantum chromodynamics, and in which only left-handed quarks participate. The coupling of axion-like particles to the gluon, $c_{\text{g}}/f_{\text{a}}$, is constrained to be lower than 0.42 TeV$^{-1}$ at 95% CL. The anomalous triple-gluon coupling, $C_{\text{G}}/Λ^2$, in a standard model effective field theory is constrained to be lower than 0.0076 TeV$^{-2}$ at 95% CL.


Note: Submitted to Physics Letters B. All figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/EXO-24-011 (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. 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 G:(GEPRIS)390833306 - EXC 2121: Das Quantisierte Universum II (390833306) (390833306)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2026
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