Searches for low-mass dimuon resonances

Aaij, R. et al. (2020) Searches for low-mass dimuon resonances. Journal of High Energy Physics, 2020(10), 156. (doi: 10.1007/JHEP10(2020)156)

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Abstract

Searches are performed for a low-mass dimuon resonance, X, produced in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 5.1 fb−1 and collected with the LHCb detector. The X bosons can either decay promptly or displaced from the proton-proton collision, where in both cases the requirements placed on the event and the assumptions made about the production mechanisms are kept as minimal as possible. The searches for promptly decaying X bosons explore the mass range from near the dimuon threshold up to 60 GeV, with nonnegligible X widths considered above 20 GeV. The searches for displaced X → μ+μ− decays consider masses up to 3 GeV. None of the searches finds evidence for a signal and 90% confidence-level exclusion limits are placed on the X → μ+μ− cross sections, each with minimal model dependence. In addition, these results are used to place world-leading constraints on GeV-scale bosons in the two-Higgs-doublet and hidden-valley scenarios.

Item Type:Articles
Status:Published
Refereed:Yes
Glasgow Author(s) Enlighten ID:Dean, Cameron and Alexander, Dr Michael and Schiller, Dr Manuel and Coombs, George and Spradlin, Dr Patrick and Douglas, Lauren and Ogilvy, Mr Stephen and Seman Bobulska, Dana and Soler, Professor Paul and Friday, David and Traill, Mr Murdo and Eklund, Prof Lars and Longstaff, Iain Richard
Authors: Aaij, R., Abellán Beteta, C., Ackernley, T., Adeva, B., Adinolfi, M., Afsharnia, H., Aidala, C. A., Aiola, S., Ajaltouni, Z., Akar, S., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Aliouche, Z., Alkhazov, G., Alvarez Cartelle, P., Alves, A. A., Amato, S., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andreassi, G., Andreianov, A., Andreotti, M., Archilli, F., Artamonov, A., Artuso, M., Arzymatov, K., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bachmann, S., Bachmayer, M., Back, J. J., Baker, S., Baladron Rodriguez, P., Balagura, V., Baldini, W., Baptista Leite, J., Barlow, R. J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Baryshnikov, F., Basels, J. M., Bassi, G., Batozskaya, V., Batsukh, B., Battig, A., Bay, A., Becker, M., Bedeschi, F., Bediaga, I., Beiter, A., Belavin, V., Belin, S., Bellee, V., Belous, K., Belyaev, I., Bencivenni, G., Ben-Haim, E., Berezhnoy, A., Bernet, R., Berninghoff, D., Bernstein, H. 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College/School:College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy
Journal Name:Journal of High Energy Physics
Publisher:Springer
ISSN:1126-6708
ISSN (Online):1029-8479
Published Online:26 October 2020
Copyright Holders:Copyright © 2020 CERN, for the benefit of the LHCb Collaboration
First Published:First published in Journal of High Energy Physics 2020(10): 156
Publisher Policy:Reproduced under a Creative Commons License

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