Searches for Excited Leptons in √s=8 and 13 TeV CMS Data

Endres, Matthias; Hebbeker, Thomas; Pooth, Oliver

doi:36144

Searches for Excited Leptons in √s=8 and 13 TeV CMS Data = Suchen nach Angeregten Leptonen in √s=8 und 13 TeV CMS Daten

Endres, Matthias^RWTH*

2017

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Matthias Klaus Endres, M.Sc. RWTH

ImpressumAachen 2017

Umfang1 Online-Ressource (ix, 145 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2017

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Hebbeker, Thomas (Thesis advisor)^RWTH* ; Pooth, Oliver (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2017-05-12

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2017-04481
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/689629/files/689629.pdf
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/689629/files/689629.pdf?subformat=pdfa

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
CERN (frei) ; CMS (frei) ; LHC (frei) ; compositeness (frei) ; excited (frei) ; lepton (frei) ; substructure (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 530

Kurzfassung
Diese Dissertation handelt von Suchen nach angeregten Leptonen, die mit CMS Daten aus Proton-Proton Kollisionen gemacht werden. Die präsentierten Analysen basieren auf 19,7 /fb an Daten, die im Jahr 2012 bei √s=8 TeV (Run I) genommen wurden, sowie 2,7 /fb aus dem Jahr 2015 mit √s=13 TeV (Run II). Angeregte Leptonen (l*) erwartet man als Hinweis für eine mögliche Lepton-Substruktur. Beide Analysen beschäftigen sich mit der Produktion eines angeregten Myons (µ*), gemeinsam mit einem weiteren Myon über eine Kontaktwechselwirkung. Der betrachtete Zerfallskanal beinhaltet den Zerfall in ein weiteres Myon und ein Photon, was zu einem µµγ-Endzustand führt. Die Faktoren f und f', die die Kopplung zwischen angeregten Leptonen und solchen des Standard Modells regeln, werden auf eins gesetzt. Die gemessenen Daten sind konsistent mit der Erwartung des Standard Modells. Ausschlussgrenzen werden auf den Signal-Wirkungsquerschnitt, sowie auf die Masse des angeregten Myons und den Skalenparameter der Substruktur, Λ, gesetzt. Massen von 200 GeV bis zu 2,5(3) TeV ≤ M_µ = Λ können mit der Run I (Run II) Analyse ausgeschlossen werden. Bei kleinen Massen der angeregten Myonen, werden Werte für Λ bis zu 17(15) TeV ausgeschlossen. Durch Kombination der Run I und Run II Ergebnisse kann der Ausschluss auf Λ auf bis zu 19 TeV erweitert werden. Ergebnisse von anderen Run I-Analysen, die sich mit dem Zerfall von angeregten Elektronen und Myonen über neutrale Ströme beschäftigen, werden ebenfalls ausgewertet. Da diese Kanäle auch für f=-f'=1 sensitiv sind, können für diesen Fall Massen von angeregten Elektronen (Myonen) von bis zu 2,35(2,4) TeV für M_l* = Λ ausgeschlossen werden.

This thesis is about searches for excited leptons, being performed with CMS data from proton-proton collisions. The presented analyses are based on data of an integrated luminosity of 19.7 /fb that was taken during 2012 at √s=8 TeV (Run I), and 2.7 /fb from the 2015 period at √s=13 TeV (Run II). Excited leptons (l*) are expected to be sign for a possible lepton compositeness. Both analyses from the two different datasets consider the production of an excited muon (µ*) in association with another muon via contact interactions. The considered decay mode into another muon and a photon leads to a µµγ-final state. The factors f and f' that regulate the coupling between excited and Standard Model leptons, are assumed to be one. The observed data is consistent with the expectation from the Standard Model. Limits are set on the excluded signal cross section, as well as on the excited muon mass and the compositeness scale parameter Λ. Masses from 200 GeV up to 2.5(3) TeV ≤ M_µ = Λ are excluded with the Run I (Run II) analysis. At low excited muon masses, values of Λ up to 17(15) TeV are excluded. Combining the results from Run I and Run II extends the exclusion in Λ up to 19 TeV. Results from other Run I analyses that consider neutral current decays of excited electrons and muons are also evaluated. Since these channels are also sensitive to different configurations of f and f', excited electron (muon) masses are excluded up to 2.35(2.4) TeV for the case that M_l* = Λ and f=-f'=1.

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