Leptonic monotops at the LHC

被引:23
作者
Alvarez, Ezequiel [1 ]
Coluccio Leskow, Estefania [1 ]
Drobnak, Jure [2 ,3 ]
Kamenik, Jernej F. [3 ,4 ]
机构
[1] Univ Buenos Aires, FCEyN, Dept Fis, CONICET,IFIBA, RA-1428 Buenos Aires, DF, Argentina
[2] TUM Inst Adv Study, D-85747 Garching, Germany
[3] J Stefan Inst, Ljubljana 1001, Slovenia
[4] Univ Ljubljana, Dept Phys, Ljubljana 1000, Slovenia
关键词
TOP-QUARK; PP COLLISIONS; CHARGE ASYMMETRY; ROOT-S=7 TEV; ATLAS; DECAYS; MODELS;
D O I
10.1103/PhysRevD.89.014016
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
We study the possibility of detecting new physics (NP) phenomena at the LHC through a new search strategy looking at the monotop (top plus missing energy) signature which is common to a variety of NP models. We focus on the leptonic top decay mode and study the discovery or exclusion reach of the 2012 LHC data for three example models. Contrary to the hadronic mode, in this case the problematic QCD multijet background can be safely neglected. We find that the key kinematic variable to suppress most of the remaining SM backgrounds is the transverse mass of the charged lepton and missing energy. In fact, one could expect that the single-top production measurements already address the monotop signature in this mode. This is, however, not the case, because in the SM single-top production, the transverse mass has an end point determined by the W mass, while the NP signals typically have an additional source of missing energy. We compare, under the same conditions, our monotop search strategy with existing single-top measurements and find a considerable improvement in the monotop signature reach.
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[1]  
Aad G, 2013, EUR PHYS J C, V73, DOI 10.1140/epjc/s10052-012-2261-1
[2]   Measurement of the t-channel single top-quark production cross section in pp collisions at √s=7 TeV with the ATLAS detector [J].
Aad, G. ;
Abbott, B. ;
Abdallah, J. ;
Khalek, S. Abdel ;
Abdelalim, A. A. ;
Abdesselam, A. ;
Abdinov, O. ;
Abi, B. ;
Abolins, M. ;
AbouZeid, O. S. ;
Abramowicz, H. ;
Abreu, H. ;
Acerbi, E. ;
Acharya, B. S. ;
Adamczyk, L. ;
Adams, D. L. ;
Addy, T. N. ;
Adelman, J. ;
Aderholz, M. ;
Adomeit, S. ;
Adragna, P. ;
Adye, T. ;
Aefsky, S. ;
Aguilar-Saavedra, J. A. ;
Aharrouche, M. ;
Ahlen, S. P. ;
Ahles, F. ;
Ahmad, A. ;
Ahsan, M. ;
Aielli, G. ;
Akdogan, T. ;
Akesson, T. P. A. ;
Akimoto, G. ;
Akimov, A. V. ;
Akiyama, A. ;
Alam, M. S. ;
Alam, M. A. ;
Albert, J. ;
Albrand, S. ;
Aleksa, M. ;
Aleksandrov, I. N. ;
Alessandria, F. ;
Alexa, C. ;
Alexander, G. ;
Alexandre, G. ;
Alexopoulos, T. ;
Alhroob, M. ;
Aliev, M. ;
Alimonti, G. ;
Alison, J. .
PHYSICS LETTERS B, 2012, 717 (4-5) :330-350
[3]  
Aad G, 2012, J HIGH ENERGY PHYS, DOI 10.1007/JHEP09(2012)139
[4]   Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC [J].
Aad, G. ;
Abajyan, T. ;
Abbott, B. ;
Abdallah, J. ;
Khalek, S. Abdel ;
Abdelalim, A. A. ;
Abdinov, O. ;
Aben, R. ;
Abi, B. ;
Abolins, M. ;
AbouZeid, U. S. ;
Abramowicz, H. ;
Abreu, H. ;
Acharya, B. S. ;
Adamczyk, L. ;
Adams, D. L. ;
Addy, T. N. ;
Adelman, J. ;
Adomeit, S. ;
Adragna, P. ;
Adye, T. ;
Aefsky, S. ;
Aguilar-Saavedra, J. A. ;
Agustoni, M. ;
Aharrouche, M. ;
Ahlen, S. P. ;
Ahles, F. ;
Ahmad, A. ;
Ahsan, M. ;
Aielli, G. ;
Akdogan, T. ;
Akesson, T. P. A. ;
Akimoto, G. ;
Akimov, A. V. ;
Alam, M. S. ;
Alam, M. A. ;
Albert, J. ;
Albrand, S. ;
Aleksa, M. ;
Aleksandrov, I. N. ;
Alessandria, F. ;
Alexa, C. ;
Alexander, G. ;
Alexandre, G. ;
Alexopoulos, T. ;
Alhroob, M. ;
Aliev, M. ;
Alimonti, G. ;
Alison, J. ;
Allbrooke, B. M. M. .
PHYSICS LETTERS B, 2012, 716 (01) :1-29
[5]  
Aad G, 2012, EUR PHYS J C, V72, DOI 10.1140/epjc/s10052-012-2039-5
[6]   Measurement of the top quark forward-backward production asymmetry and its dependence on event kinematic properties [J].
Aaltonen, T. ;
Amerio, S. ;
Amidei, D. ;
Anastassov, A. ;
Annovi, A. ;
Antos, J. ;
Apollinari, G. ;
Appel, J. A. ;
Arisawa, T. ;
Artikov, A. ;
Asaadi, J. ;
Ashmanskas, W. ;
Auerbach, B. ;
Aurisano, A. ;
Azfar, F. ;
Badgett, W. ;
Bae, T. ;
Barbaro-Galtieri, A. ;
Barnes, V. E. ;
Barnett, B. A. ;
Barria, P. ;
Bartos, P. ;
Bauce, M. ;
Bedeschi, F. ;
Behari, S. ;
Bellettini, G. ;
Bellinger, J. ;
Benjamin, D. ;
Beretvas, A. ;
Bhatti, A. ;
Bland, K. R. ;
Blumenfeld, B. ;
Bocci, A. ;
Bodek, A. ;
Bortoletto, D. ;
Boudreau, J. ;
Boveia, A. ;
Brigliadori, L. ;
Bromberg, C. ;
Brucken, E. ;
Budagov, J. ;
Budd, H. S. ;
Burkett, K. ;
Busetto, G. ;
Bussey, P. ;
Butti, P. ;
Buzatu, A. ;
Calamba, A. ;
Camarda, S. ;
Campanelli, M. .
PHYSICAL REVIEW D, 2013, 87 (09)
[7]   Search for a Dark Matter Candidate Produced in Association with a Single Top Quark in p(p)over-bar Collisions at √s=1.96 TeV [J].
Aaltonen, T. ;
Alvarez Gonzalez, B. ;
Amerio, S. ;
Amidei, D. ;
Anastassov, A. ;
Annovi, A. ;
Antos, J. ;
Anza, F. ;
Apollinari, G. ;
Appel, J. A. ;
Arisawa, T. ;
Artikov, A. ;
Asaadi, J. ;
Ashmanskas, W. ;
Auerbach, B. ;
Aurisano, A. ;
Azfar, F. ;
Badgett, W. ;
Bae, T. ;
Barbaro-Galtieri, A. ;
Barnes, V. E. ;
Barnett, B. A. ;
Barria, P. ;
Bartos, P. ;
Bauce, M. ;
Bedeschi, F. ;
Behari, S. ;
Bellettini, G. ;
Bellinger, J. ;
Benjamin, D. ;
Beretvas, A. ;
Bhatti, A. ;
Bisello, D. ;
Bizjak, I. ;
Bland, K. R. ;
Blumenfeld, B. ;
Bocci, A. ;
Bodek, A. ;
Bortoletto, D. ;
Boudreau, J. ;
Boveia, A. ;
Brigliadori, L. ;
Bromberg, C. ;
Brucken, E. ;
Budagov, J. ;
Budd, H. S. ;
Burkett, K. ;
Busetto, G. ;
Bussey, P. ;
Buzatu, A. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2012, 108 (20)
[8]   Evidence for a mass dependent forward-backward asymmetry in top quark pair production [J].
Aaltonen, T. ;
Gonzalez, B. Alvarez ;
Amerio, S. ;
Amidei, D. ;
Anastassov, A. ;
Annovi, A. ;
Antos, J. ;
Apollinari, G. ;
Appel, J. A. ;
Apresyan, A. ;
Arisawa, T. ;
Artikov, A. ;
Asaadi, J. ;
Ashmanskas, W. ;
Auerbach, B. ;
Aurisano, A. ;
Azfar, F. ;
Badgett, W. ;
Barbaro-Galtieri, A. ;
Barnes, V. E. ;
Barnett, B. A. ;
Barria, P. ;
Bartos, P. ;
Bauce, M. ;
Bauer, G. ;
Bedeschi, F. ;
Beecher, D. ;
Behari, S. ;
Bellettini, G. ;
Bellinger, J. ;
Benjamin, D. ;
Beretvas, A. ;
Bhatti, A. ;
Binkley, M. ;
Bisello, D. ;
Bizjak, I. ;
Bland, K. R. ;
Blumenfeld, B. ;
Bocci, A. ;
Bodek, A. ;
Bortoletto, D. ;
Boudreau, J. ;
Boveia, A. ;
Brau, B. ;
Brigliadori, L. ;
Brisuda, A. ;
Bromberg, C. ;
Brucken, E. ;
Bucciantonio, M. ;
Budagov, J. .
PHYSICAL REVIEW D, 2011, 83 (11)
[9]   Forward-backward asymmetry in top quark-antiquark production [J].
Abazov, V. M. ;
Abbott, B. ;
Acharya, B. S. ;
Adams, M. ;
Adams, T. ;
Alexeev, G. D. ;
Alkhazov, G. ;
Alton, A. ;
Alverson, G. ;
Alves, G. A. ;
Aoki, M. ;
Arov, M. ;
Askew, A. ;
Asman, B. ;
Atramentov, O. ;
Avila, C. ;
BackusMayes, J. ;
Badaud, F. ;
Bagby, L. ;
Baldin, B. ;
Bandurin, D. V. ;
Banerjee, S. ;
Barberis, E. ;
Baringer, P. ;
Barreto, J. ;
Bartlett, J. F. ;
Bassler, U. ;
Bazterra, V. ;
Beale, S. ;
Bean, A. ;
Begalli, M. ;
Begel, M. ;
Belanger-Champagne, C. ;
Bellantoni, L. ;
Beri, S. B. ;
Bernardi, G. ;
Bernhard, R. ;
Bertram, I. ;
Besancon, M. ;
Beuselinck, R. ;
Bezzubov, V. A. ;
Bhat, P. C. ;
Bhatnagar, V. ;
Blazey, G. ;
Blessing, S. ;
Bloom, K. ;
Boehnlein, A. ;
Boline, D. ;
Boos, E. E. ;
Borissov, G. .
PHYSICAL REVIEW D, 2011, 84 (11)
[10]   Collider-Independent t(t)over-bar Forward-Backward Asymmetries [J].
Aguilar-Saavedra, J. A. ;
Juste, A. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2012, 109 (21)