A generic search is presented for the associated production of a Z boson or a photon with an additional unspecified massive particle in proton-tagged events from proton–proton collisions at sqrt(s)=13 TeV, recorded in 2017 with the CMS detector and the CMS-TOTEM precision proton spectrometer. The missing mass spectrum is analysed in the 600–1600 GeV range and a fit is performed to search for possible deviations from the background expectation. No significant excess in data with respect to the background predictions has been observed. Model-independent upper limits on the visible production cross section of are set.

A search for new physics in central exclusive production using the missing mass technique with the CMS detector and the CMS-TOTEM precision proton spectrometer

Cappati, A.;Meridiani, P.;Amapane, N.;Argiro, S.;Bellan, R.;Bellora, A.;Costa, M.;Covarelli, R.;Grippo, M.;Kiani, B.;Migliore, E.;Monteil, E.;Obertino, M. M.;Pacher, L.;Shchelina, K.;Siviero, F.;Sola, V.;Solano, A.;Soldi, D.;Tornago, M.;Vagnerini, A.;Rumerio, P.;Ravera, F.;Salvatico, R.;
2023-01-01

Abstract

A generic search is presented for the associated production of a Z boson or a photon with an additional unspecified massive particle in proton-tagged events from proton–proton collisions at sqrt(s)=13 TeV, recorded in 2017 with the CMS detector and the CMS-TOTEM precision proton spectrometer. The missing mass spectrum is analysed in the 600–1600 GeV range and a fit is performed to search for possible deviations from the background expectation. No significant excess in data with respect to the background predictions has been observed. Model-independent upper limits on the visible production cross section of are set.
2023
83
9
1
32
https://link.springer.com/article/10.1140/epjc/s10052-023-11687-5
Tumasyan, A.; Adam, W.; Andrejkovic, J. W.; Bergauer, T.; Chatterjee, S.; Damanakis, K.; Dragicevic, M.; Valle, A. Escalante Del; Hussain, P. S.; Jeitler, M.; Krammer, N.; Lechner, L.; Liko, D.; Mikulec, I.; Paulitsch, P.; Pitters, F. M.; Schieck, J.; Schöfbeck, R.; Schwarz, D.; Templ, S.; Waltenberger, W.; Wulz, C.-E.; Darwish, M. R.; Janssen, T.; Kello, T.; Sfar, H. Rejeb; Mechelen, P. Van; Bols, E. S.; D’Hondt, J.; De Moor, A.; Delcourt, M.; Faham, H. El; Lowette, S.; Moortgat, S.; Morton, A.; Müller, D.; Sahasransu, A. R.; Tavernier, S.; Doninck, W. Van; Vannerom, D.; Clerbaux, B.; De Lentdecker, G.; Favart, L.; Hohov, D.; Jaramillo, J.; Lee, K.; Mahdavikhorrami, M.; Makarenko, I.; Malara, A.; Paredes, S.; Pétré, L.; Postiau, N.; Starling, E.; Thomas, L.; Bemden, M. Vanden; Velde, C. Vander; Vanlaer, P.; Dobur, D.; Knolle, J.; Lambrecht, L.; Mestdach, G.; Niedziela, M.; Rendón, C.; Roskas, C.; Samalan, A.; Skovpen, K.; Tytgat, M.; Bossche, N. Van Den; Vermassen, B.; Wezenbeek, L.; Benecke, A.; Bruno, G.; Bury, F.; Caputo, C.; David, P.; Delaere, C.; Donertas, I. S.; Giammanco, A.; Jaffel, K.; Jain, Sa.; Lemaitre, V.; Mondal, K.; Prisciandaro, J.; Taliercio, A.; Tran, T. T.; Vischia, P.; Wertz, S.; Alves, G. A.; Coelho, E.; Hensel, C.; Moraes, A.; Teles, P. Rebello; Júnior, W. L. Aldá; Pereira, M. Alves Gallo; Filho, M. Barroso Ferreira; Malbouisson, H. Brandao; Carvalho, W.; Chinellato, J.; Da Costa, E. M.; Da Silveira, G. G.; De Jesus Damiao, D.; Sousa, V. Dos Santos; De Souza, S. Fonseca; Martins, J.; Herrera, C. Mora; Amarilo, K. Mota; Mundim, L.; Nogima, H.; Santoro, A.; Amaral, S. M. Silva Do; Sznajder, A.; Thiel, M.; Da Silva De Araujo, F. Torres; Pereira, A. Vilela; Bernardes, C. A.; Calligaris, L.; Tomei, T. R. Fernandez Perez; Gregores, E. M.; Mercadante, P. G.; Novaes, S. F.; Padula, Sandra S.; Aleksandrov, A.; Hadjiiska, R.; Iaydjiev, P.; Misheva, M.; Rodozov, M.; Shopova, M.; Sultanov, G.; Dimitrov, A.; Ivanov, T.; Litov, L.; Pavlov, B.; Petkov, P.; Petrov, A.; Shumka, E.; Thakur, S.; Cheng, T.; Javaid, T.; Mittal, M.; Yuan, L.; Ahmad, M.; Bauer, G.; Hu, Z.; Lezki, S.; Yi, K.; Chen, G. M.; Chen, H. S.; Chen, M.; Iemmi, F.; Jiang, C. H.; Kapoor, A.; Kou, H.; Liao, H.; Liu, Z.-A.; Milosevic, V.; Monti, F.; Sharma, R.; Tao, J.; Thomas-Wilsker, J.; Wang, J.; Zhang, H.; Zhao, J.; Agapitos, A.; An, Y.; Ban, Y.; Chen, C.; Levin, A.; Li, C.; Li, Q.; Lyu, X.; Mao, Y.; Qian, S. J.; Sun, X.; Wang, D.; Xiao, J.; Yang, H.; Lu, M.; You, Z.; Gao, X.; Leggat, D.; Okawa, H.; Zhang, Y.; Lin, Z.; Lu, C.; Xiao, M.; Avila, C.; Trujillo, D. A. Barbosa; Cabrera, A.; Florez, C.; Fraga, J.; Guisao, J. Mejia; Ramirez, F.; Rodriguez, M.; Alvarez, J. D. Ruiz; Giljanovic, D.; Godinovic, N.; Lelas, D.; Puljak, I.; Antunovic, Z.; Kovac, M.; Sculac, T.; Brigljevic, V.; Chitroda, B. K.; Ferencek, D.; Majumder, D.; Roguljic, M.; Starodumov, A.; Susa, T.; Attikis, A.; Christoforou, K.; Kolosova, M.; Konstantinou, S.; Mousa, J.; Nicolaou, C.; Ptochos, F.; Razis, P. A.; Rykaczewski, H.; Saka, H.; Finger, M.; Finger, M.; Kveton, A.; Ayala, E.; Jarrin, E. Carrera; Assran, Y.; Elgammal, S.; Mahmoud, M. A.; Mohammed, Y.; Bhowmik, S.; Dewanjee, R. K.; Ehataht, K.; Kadastik, M.; Lange, T.; Nandan, S.; Nielsen, C.; Pata, J.; Raidal, M.; Tani, L.; Veelken, C.; Eerola, P.; Kirschenmann, H.; Voutilainen, M.; Bharthuar, S.; Brücken, E.; Havukainen, J.; Kim, M. S.; Kinnunen, R.; Lampén, T.; Lassila-Perini, K.; Lehti, S.; Lindén, T.; Lotti, M.; Martikainen, L.; Myllymäki, M.; Ott, J.; Rantanen, M.m.; Siikonen, H.; Tuominen, E.; Tuominiemi, J.; Luukka, P.; Petrow, H.; Tuuva, T.; Amendola, C.; Besancon, M.; Couderc, F.; Dejardin, M.; Denegri, D.; Faure, J. L.; Ferri, F.; Ganjour, S.; Gras, P.; de Monchenault, G. Hamel; Jarry, P.; Lohezic, V.; Malcles, J.; Rander, J.; Rosowsky, A.; Sahin, M.Ö.; Savoy-Navarro, A.; Simkina, P.; Titov, M.; Barrera, C. Baldenegro; Beaudette, F.; Perraguin, A. Buchot; Busson, P.; Cappati, A.; Charlot, C.; Damas, F.; Davignon, O.; Diab, B.; Falmagne, G.; Alves, B. A. Fontana Santos; Ghosh, S.; de Cassagnac, R. Granier; Hakimi, A.; Harikrishnan, B.; Liu, G.; Motta, J.; Nguyen, M.; Ochando, C.; Portales, L.; Salerno, R.; Sarkar, U.; Sauvan, J. B.; Sirois, Y.; Tarabini, A.; Vernazza, E.; Zabi, A.; Zghiche, A.; Agram, J.-L.; Andrea, J.; Apparu, D.; Bloch, D.; Bourgatte, G.; Brom, J.-M.; Chabert, E. C.; Collard, C.; Darej, D.; Goerlach, U.; Grimault, C.; Bihan, A.-C. Le; Hove, P. Van; Beauceron, S.; Bernet, C.; Blancon, B.; Boudoul, G.; Carle, A.; Chanon, N.; Choi, J.; Contardo, D.; Depasse, P.; Dozen, C.; Mamouni, H. El; Fay, J.; Gascon, S.; Gouzevitch, M.; Grenier, G.; Ille, B.; Laktineh, I. B.; Lethuillier, M.; Mirabito, L.; Perries, S.; Torterotot, L.; Donckt, M. Vander; Verdier, P.; Viret, S.; Bagaturia, I.; Lomidze, I.; Tsamalaidze, Z.; Botta, V.; Feld, L.; Klein, K.; Lipinski, M.; Meuser, D.; Pauls, A.; Röwert, N.; Teroerde, M.; Diekmann, S.; Dodonova, A.; Eich, N.; Eliseev, D.; Erdmann, M.; Fackeldey, P.; Fasanella, D.; Fischer, B.; Hebbeker, T.; Hoepfner, K.; Ivone, F.; Lee, M.y.; Mastrolorenzo, L.; Merschmeyer, M.; Meyer, A.; Mondal, S.; Mukherjee, S.; Noll, D.; Novak, A.; Nowotny, F.; Pozdnyakov, A.; Rath, Y.; Redjeb, W.; Reithler, H.; Schmidt, A.; Schuler, S. C.; Sharma, A.; Vigilante, L.; Wiedenbeck, S.; Zaleski, S.; Dziwok, C.; Flügge, G.; Ahmad, W. Haj; Hlushchenko, O.; Kress, T.; Nowack, A.; Pooth, O.; Stahl, A.; Ziemons, T.; Zotz, A.; Petersen, H. Aarup; Martin, M. Aldaya; Asmuss, P.; Baxter, S.; Bayatmakou, M.; Behnke, O.; Martínez, A. Bermúdez; Bhattacharya, S.; Anuar, A. A. Bin; Blekman, F.; Borras, K.; Brunner, D.; Campbell, A.; Cardini, A.; Cheng, C.; Colombina, F.; Rodríguez, S. Consuegra; Silva, G. Correia; De Silva, M.; Didukh, L.; Eckerlin, G.; Eckstein, D.; Banos, L. I. Estevez; Filatov, O.; Gallo, E.; Geiser, A.; Giraldi, A.; Greau, G.; Grohsjean, A.; Guglielmi, V.; Guthoff, M.; Jafari, A.; Jomhari, N. Z.; Kaech, B.; Kasem, A.; Kasemann, M.; Kaveh, H.; Kleinwort, C.; Kogler, R.; Komm, M.; Krücker, D.; Lange, W.; Pernia, D. Leyva; Lipka, K.; Lohmann, W.; Mankel, R.; Melzer-Pellmann, I.-A.; Morentin, M. Mendizabal; Metwally, J.; Meyer, A. B.; Milella, G.; Mormile, M.; Mussgiller, A.; Nürnberg, A.; Otarid, Y.; Adán, D. Pérez; Raspereza, A.; Lopes, B. Ribeiro; Rübenach, J.; Saggio, A.; Saibel, A.; Savitskyi, M.; Scham, M.; Scheurer, V.; Schnake, S.; Schütze, P.; Schwanenberger, C.; Shchedrolosiev, M.; Ricardo, R. E. Sosa; Stafford, D.; Tonon, N.; De Klundert, M. Van; Vazzoler, F.; Barroso, A. Ventura; Walsh, R.; Walter, D.; Wang, Q.; Wen, Y.; Wichmann, K.; Wiens, L.; Wissing, C.; Wuchterl, S.; Yang, Y.; Santos, A. Zimermmane Castro; Albrecht, A.; Albrecht, S.; Antonello, M.; Bein, S.; Benato, L.; Bonanomi, M.; Connor, P.; De Leo, K.; Eich, M.; Morabit, K. El; Feindt, F.; Fröhlich, A.; Garbers, C.; Garutti, E.; Hajheidari, M.; Haller, J.; Hinzmann, A.; Jabusch, H. R.; Kasieczka, G.; Keicher, P.; Klanner, R.; Korcari, W.; Kramer, T.; Kutzner, V.; Labe, F.; Lange, J.; Lobanov, A.; Loesche, T.; Matthies, C.; Mehta, A.; Moureaux, L.; Mrowietz, M.; Nigamova, A.; Nissan, Y.; Paasch, A.; Rodriguez, K. J. Pena; Rieger, M.; Rieger, O.; Savoiu, D.; Schleper, P.; Schröder, M.; Schwandt, J.; Sommerhalder, M.; Stadie, H.; Steinbrück, G.; Tews, A.; Wolf, M.; Bechtel, J.; Brommer, S.; Burkart, M.; Butz, E.; Caspart, R.; Chwalek, T.; Dierlamm, A.; Droll, A.; Faltermann, N.; Giffels, M.; Gosewisch, J. O.; Gottmann, A.; Hartmann, F.; Horzela, M.; Husemann, U.; Klute, M.; Koppenhöfer, R.; Maier, S.; Mitra, S.; Müller, Th.; Neukum, M.; Oh, M.; Quast, G.; Rabbertz, K.; Rauser, J.; Schnepf, M.; Seith, D.; Shvetsov, I.; Simonis, H. J.; Trevisani, N.; Ulrich, R.; Linden, J. van der; Cube, R. F. Von; Wassmer, M.; Wieland, S.; Wolf, R.; Wozniewski, S.; Wunsch, S.; Zuo, X.; Anagnostou, G.; Assiouras, P.; Daskalakis, G.; Kyriakis, A.; Stakia, A.; Diamantopoulou, M.; Karasavvas, D.; Kontaxakis, P.; Manousakis-Katsikakis, A.; Panagiotou, A.; Papavergou, I.; Saoulidou, N.; Theofilatos, K.; Tziaferi, E.; Vellidis, K.; Zisopoulos, I.; Bakas, G.; Chatzistavrou, T.; Kousouris, K.; Papakrivopoulos, I.; Tsipolitis, G.; Zacharopoulou, A.; Adamidis, K.; Bestintzanos, I.; Evangelou, I.; Foudas, C.; Gianneios, P.; Kamtsikis, C.; Katsoulis, P.; Kokkas, P.; Kioseoglou, P. G. Kosmoglou; Manthos, N.; Papadopoulos, I.; Strologas, J.; Farkas, K.; Gadallah, M. M. A.; Lökös, S.; Major, P.; Mandal, K.; Pásztor, G.; Rádl, A. J.; Surányi, O.; Veres, G. I.; Bartók, M.; Bencze, G.; Hajdu, C.; Horvath, D.; Sikler, F.; Veszpremi, V.; Beni, N.; Czellar, S.; Karancsi, J.; Molnar, J.; Szillasi, Z.; Teyssier, D.; Raics, P.; Ujvari, B.; Babbar, J.; Bansal, S.; Beri, S. B.; Bhatnagar, V.; Chaudhary, G.; Chauhan, S.; Dhingra, N.; Gupta, R.; Kaur, A.; Kaur, A.; Kaur, H.; Kaur, M.; Kumar, S.; Kumari, P.; Meena, M.; Sandeep, K.; Sheokand, T.; Singh, J. B.; Singla, A.; Virdi, A. K.; Ahmed, A.; Bhardwaj, A.; Choudhary, B. C.; Gola, M.; Kumar, A.; Naimuddin, M.; Priyanka, P.; Ranjan, K.; Saumya, S.; Shah, A.; Baradia, S.; Barman, S.; Bhattacharya, S.; Bhowmik, D.; Dutta, S.; Dutta, S.; Gomber, B.; Maity, M.; Palit, P.; Saha, G.; Sahu, B.; Sarkar, S.; Behera, P. K.; Behera, S. C.; Kalbhor, P.; Komaragiri, J. R.; Kumar, D.; Muhammad, A.; Panwar, L.; Pradhan, R.; Pujahari, P. R.; Sharma, A.; Sikdar, A. K.; Tiwari, P. C.; Verma, S.; Naskar, K.; Aziz, T.; Das, I.; Dugad, S.; Kumar, M.; Mohanty, G. B.; Suryadevara, P.; Banerjee, S.; Chudasama, R.; Guchait, M.; Karmakar, S.; Kumar, S.; Majumder, G.; Mazumdar, K.; Mukherjee, S.; Thachayath, A.; Bahinipati, S.; Kar, C.; Mal, P.; Mishra, T.; Bindhu, V. K. Muraleedharan Nair; Nayak, A.; Saha, P.; Swain, S. K.; Vats, D.; Alpana, A.; Dube, S.; Kansal, B.; Laha, A.; Pandey, S.; Rastogi, A.; Sharma, S.; Bakhshiansohi, H.; Khazaie, E.; Zeinali, M.; Chenarani, S.; Etesami, S. M.; Khakzad, M.; Najafabadi, M. Mohammadi; Grunewald, M.; Abbrescia, M.; Aly, R.; Aruta, C.; Colaleo, A.; Creanza, D.; De Filippis, N.; De Palma, M.; Florio, A. Di; Elmetenawee, W.; Errico, F.; Fiore, L.; Iaselli, G.; Ince, M.; Maggi, G.; Maggi, M.; Margjeka, I.; Mastrapasqua, V.; My, S.; Nuzzo, S.; Pellecchia, A.; Pompili, A.; Pugliese, G.; Radogna, R.; Ramos, D.; Ranieri, A.; Selvaggi, G.; Silvestris, L.; Simone, F. M.; Sözbilir, Ü.; Stamerra, A.; Venditti, R.; Verwilligen, P.; Abbiendi, G.; Battilana, C.; Bonacorsi, D.; Borgonovi, L.; Brigliadori, L.; Campanini, R.; Capiluppi, P.; Castro, A.; Cavallo, F. R.; Cuffiani, M.; Dallavalle, G. M.; Diotalevi, T.; Fabbri, F.; Fanfani, A.; Giacomelli, P.; Giommi, L.; Grandi, C.; Guiducci, L.; Meo, S. Lo; Lunerti, L.; Marcellini, S.; Masetti, G.; Navarria, F. L.; Perrotta, A.; Primavera, F.; Rossi, A. M.; Rovelli, T.; Siroli, G. P.; Costa, S.; Mattia, A. Di; Potenza, R.; Tricomi, A.; Tuve, C.; Barbagli, G.; Bardelli, G.; Camaiani, B.; Cassese, A.; Ceccarelli, R.; Ciulli, V.; Civinini, C.; D’Alessandro, R.; Focardi, E.; Latino, G.; Lenzi, P.; Lizzo, M.; Meschini, M.; Paoletti, S.; Seidita, R.; Sguazzoni, G.; Viliani, L.; Benussi, L.; Bianco, S.; Meola, S.; Piccolo, D.; Chatagnon, P.; Ferro, F.; Mulargia, R.; Robutti, E.; Tosi, S.; Benaglia, A.; Boldrini, G.; Brivio, F.; Cetorelli, F.; De Guio, F.; Dinardo, M. E.; Dini, P.; Gennai, S.; Ghezzi, A.; Govoni, P.; Guzzi, L.; Lucchini, M. T.; Malberti, M.; Malvezzi, S.; Massironi, A.; Menasce, D.; Moroni, L.; Paganoni, M.; Pedrini, D.; Pinolini, B. S.; Ragazzi, S.; Redaelli, N.; de Fatis, T. Tabarelli; Zuolo, D.; Buontempo, S.; Carnevali, F.; Cavallo, N.; De Iorio, A.; Fabozzi, F.; Iorio, A. O. M.; Lista, L.; Paolucci, P.; Rossi, B.; Sciacca, C.; Azzi, P.; Bacchetta, N.; Bortignon, P.; Bragagnolo, A.; Carlin, R.; Checchia, P.; Dorigo, T.; Gasparini, F.; Gasparini, U.; Grosso, G.; Layer, L.; Lusiani, E.; Margoni, M.; Meneguzzo, A. T.; Pazzini, J.; Ronchese, P.; Rossin, R.; Sgaravatto, M.; Simonetto, F.; Strong, G.; Tosi, M.; Yarar, H.; Zanetti, M.; Zotto, P.; Zucchetta, A.; Zumerle, G.; Zeid, S. Abu; Aimè, C.; Braghieri, A.; Calzaferri, S.; Fiorina, D.; Montagna, P.; Re, V.; Riccardi, C.; Salvini, P.; Vai, I.; Vitulo, P.; Asenov, P.; Bilei, G. M.; Ciangottini, D.; Fanò, L.; Magherini, M.; Mantovani, G.; Mariani, V.; Menichelli, M.; Moscatelli, F.; Piccinelli, A.; Presilla, M.; Rossi, A.; Santocchia, A.; Spiga, D.; Tedeschi, T.; Azzurri, P.; Bagliesi, G.; Bertacchi, V.; Bhattacharya, R.; Bianchini, L.; Boccali, T.; Bruschini, D.; Castaldi, R.; Ciocci, M. A.; D’Amante, V.; Dell’Orso, R.; Domenico, M. R. Di; Donato, S.; Giassi, A.;