Search for microscopic black holes in pp collisions at $ \sqrt{s}=8 $ TeV

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,Chatrchyan S.,Khachatryan V.,Sirunyan A. M.,Tumasyan A.,Adam W.,Bergauer T.,Dragicevic M.,Erö J.,Fabjan C.,Friedl M.,Frühwirth R.,Ghete V. M.,Hörmann N.,Hrubec J.,Jeitler M.,Kiesenhofer W.,Knünz V.,Krammer M.,Krätschmer I.,Liko D.,Mikulec I.,Rabady D.,Rahbaran B.,Rohringer C.,Rohringer H.,Schöfbeck R.,Strauss J.,Taurok A.,Treberer-treberspurg W.,Waltenberger W.,Wulz C.-E.,Mossolov V.,Shumeiko N.,Gonzalez J. Suarez,Alderweireldt S.,Bansal M.,Bansal S.,Cornelis T.,De Wolf E. A.,Janssen X.,Knutsson A.,Luyckx S.,Mucibello L.,Ochesanu S.,Roland B.,Rougny R.,Van Haevermaet H.,Van Mechelen P.,Van Remortel N.,Van Spilbeeck A.,Blekman F.,Blyweert S.,D’Hondt J.,Kalogeropoulos A.,Keaveney J.,Maes M.,Olbrechts A.,Tavernier S.,Van Doninck W.,Van Mulders P.,Van Onsem G. P.,Villella I.,Clerbaux B.,De Lentdecker G.,Favart L.,Gay A. P. R.,Hreus T.,Léonard A.,Marage P. E.,Mohammadi A.,Reis T.,Thomas L.,Velde C. Vander,Vanlaer P.,Wang J.,Adler V.,Beernaert K.,Benucci L.,Cimmino A.,Costantini S.,Dildick S.,Garcia G.,Klein B.,Lellouch J.,Marinov A.,Mccartin J.,Rios A. A. Ocampo,Ryckbosch D.,Sigamani M.,Strobbe N.,Thyssen F.,Tytgat M.,Walsh S.,Yazgan E.,Zaganidis N.,Basegmez S.,Beluffi C.,Bruno G.,Castello R.,Caudron A.,Ceard L.,Delaere C.,du Pree T.,Favart D.,Forthomme L.,Giammanco A.,Hollar J.,Lemaitre V.,Liao J.,Militaru O.,Nuttens C.,Pagano D.,Pin A.,Piotrzkowski K.,Popov A.,Selvaggi M.,Garcia J. M. Vizan,Beliy N.,Caebergs T.,Daubie E.,Hammad G. H.,Alves G. A.,Junior M. Correa Martins,Martins T.,Pol M. E.,Souza M. H. G.,Júnior W. L. Aldá,Carvalho W.,Chinellato J.,Custódio A.,Da Costa E. M.,De Jesus Damiao D.,De Oliveira Martins C.,De Souza S. Fonseca,Malbouisson H.,Malek M.,Figueiredo D. Matos,Mundim L.,Nogima H.,Da Silva W. L. Prado,Santoro A.,Jorge L. Soares,Sznajder A.,Manganote E. J. Tonelli,Pereira A. Vilela,Anjos T. S.,Bernardes C. A.,Dias F. A.,Tomei T. R. Fernandez Perez,Gregores E. M.,Lagana C.,Marinho F.,Mercadante P. G.,Novaes S. F.,Padula Sandra S.,Genchev V.,Iaydjiev P.,Piperov S.,Rodozov M.,Sultanov G.,Vutova M.,Dimitrov A.,Hadjiiska R.,Kozhuharov V.,Litov L.,Pavlov B.,Petkov P.,Bian J. G.,Chen G. M.,Chen H. S.,Jiang C. H.,Liang D.,Liang S.,Meng X.,Tao J.,Wang J.,Wang X.,Wang Z.,Xiao H.,Xu M.,Asawatangtrakuldee C.,Ban Y.,Guo Y.,Li W.,Liu S.,Mao Y.,Qian S. J.,Teng H.,Wang D.,Zhang L.,Zou W.,Avila C.,Montoya C. A. Carrillo,Gomez J. P.,Moreno B. Gomez,Sanabria J. C.,Godinovic N.,Lelas D.,Plestina R.,Polic D.,Puljak I.,Antunovic Z.,Kovac M.,Brigljevic V.,Duric S.,Kadija K.,Luetic J.,Mekterovic D.,Morovic S.,Tikvica L.,Attikis A.,Mavromanolakis G.,Mousa J.,Nicolaou C.,Ptochos F.,Razis P. A.,Finger M.,Finger M.,Assran Y.,Kamel A. Ellithi,Awad A. M. Kuotb,Mahmoud M. A.,Radi A.,Kadastik M.,Müntel M.,Murumaa M.,Raidal M.,Rebane L.,Tiko A.,Eerola P.,Fedi G.,Voutilainen M.,Härkönen J.,Karimäki V.,Kinnunen R.,Kortelainen M. J.,Lampén T.,Lassila-Perini K.,Lehti S.,Lindén T.,Luukka P.,Mäenpää T.,Peltola T.,Tuominen E.,Tuominiemi J.,Tuovinen E.,Wendland L.,Korpela A.,Tuuva T.,Besancon M.,Choudhury S.,Couderc F.,Dejardin M.,Denegri D.,Fabbro B.,Faure J. L.,Ferri F.,Ganjour S.,Givernaud A.,Gras P.,de Monchenault G. Hamel,Jarry P.,Locci E.,Malcles J.,Millischer L.,Nayak A.,Rander J.,Rosowsky A.,Titov M.,Baffioni S.,Beaudette F.,Benhabib L.,Bianchini L.,Bluj M.,Busson P.,Charlot C.,Daci N.,Dahms T.,Dalchenko M.,Dobrzynski L.,Florent A.,de Cassagnac R. Granier,Haguenauer M.,Miné P.,Mironov C.,Naranjo I. N.,Nguyen M.,Ochando C.,Paganini P.,Sabes D.,Salerno R.,Sirois Y.,Veelken C.,Zabi A.,Agram J.-L.,Andrea J.,Bloch D.,Bodin D.,Brom J.-M.,Chabert E. C.,Collard C.,Conte E.,Drouhin F.,Fontaine J.-C.,Gelé D.,Goerlach U.,Goetzmann C.,Juillot P.,Le Bihan A.-C.,Van Hove P.,Gadrat S.,Beauceron S.,Beaupere N.,Boudoul G.,Brochet S.,Chasserat J.,Chierici R.,Contardo D.,Depasse P.,El Mamouni H.,Fay J.,Gascon S.,Gouzevitch M.,Ille B.,Kurca T.,Lethuillier M.,Mirabito L.,Perries S.,Sgandurra L.,Sordini V.,Tschudi Y.,Donckt M. Vander,Verdier P.,Viret S.,Tsamalaidze Z.,Autermann C.,Beranek S.,Calpas B.,Edelhoff M.,Feld L.,Heracleous N.,Hindrichs O.,Klein K.,Merz J.,Ostapchuk A.,Perieanu A.,Raupach F.,Sammet J.,Schael S.,Sprenger D.,Weber H.,Wittmer B.,Zhukov V.,Ata M.,Caudron J.,Dietz-Laursonn E.,Duchardt D.,Erdmann M.,Fischer R.,Güth A.,Hebbeker T.,Heidemann C.,Hoepfner K.,Klingebiel D.,Kreuzer P.,Merschmeyer M.,Meyer A.,Olschewski M.,Padeken K.,Papacz P.,Pieta H.,Reithler H.,Schmitz S. A.,Sonnenschein L.,Steggemann J.,Teyssier D.,Thüer S.,Weber M.,Cherepanov V.,Erdogan Y.,Flügge G.,Geenen H.,Geisler M.,Ahmad W. 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S.,Kaussen G.,Kirschenmann H.,Klanner R.,Lange J.,Peiffer T.,Pietsch N.,Rathjens D.,Sander C.,Schettler H.,Schleper P.,Schlieckau E.,Schmidt A.,Schum T.,Seidel M.,Sibille J.,Sola V.,Stadie H.,Steinbrück G.,Thomsen J.,Vanelderen L.,Barth C.,Baus C.,Berger J.,Böser C.,Chwalek T.,De Boer W.,Descroix A.,Dierlamm A.,Feindt M.,Guthoff M.,Hackstein C.,Hartmann F.,Hauth T.,Heinrich M.,Held H.,Hoffmann K. H.,Husemann U.,Katkov I.,Komaragiri J. R.,Kornmayer A.,Pardo P. Lobelle,Martschei D.,Mueller S.,Müller Th.,Niegel M.,Nürnberg A.,Oberst O.,Ott J.,Quast G.,Rabbertz K.,Ratnikov F.,Ratnikova N.,Röcker S.,Schilling F.-P.,Schott G.,Simonis H. J.,Stober F. M.,Troendle D.,Ulrich R.,Wagner-Kuhr J.,Wayand S.,Weiler T.,Zeise M.,Anagnostou G.,Daskalakis G.,Geralis T.,Kesisoglou S.,Kyriakis A.,Loukas D.,Markou A.,Markou C.,Ntomari E.,Gouskos L.,Mertzimekis T. J.,Panagiotou A.,Saoulidou N.,Stiliaris E.,Aslanoglou X.,Evangelou I.,Flouris G.,Foudas C.,Kokkas P.,Manthos N.,Papadopoulos I.,Paradas E.,Bencze G.,Hajdu C.,Hidas P.,Horvath D.,Radics B.,Sikler F.,Veszpremi V.,Vesztergombi G.,Zsigmond A. J.,Beni N.,Czellar S.,Molnar J.,Palinkas J.,Szillasi Z.,Karancsi J.,Raics P.,Trocsanyi Z. L.,Ujvari B.,Beri S. B.,Bhatnagar V.,Dhingra N.,Gupta R.,Kaur M.,Mehta M. Z.,Mittal M.,Nishu N.,Saini L. K.,Sharma A.,Singh J. B.,Kumar Ashok,Kumar Arun,Ahuja S.,Bhardwaj A.,Choudhary B. C.,Malhotra S.,Naimuddin M.,Ranjan K.,Saxena P.,Sharma V.,Shivpuri R. K.,Banerjee S.,Bhattacharya S.,Chatterjee K.,Dutta S.,Gomber B.,Jain Sa.,Jain Sh.,Khurana R.,Modak A.,Mukherjee S.,Roy D.,Sarkar S.,Sharan M.,Abdulsalam A.,Dutta D.,Kailas S.,Kumar V.,Mohanty A. K.,Pant L. M.,Shukla P.,Topkar A.,Aziz T.,Chatterjee R. M.,Ganguly S.,Ghosh S.,Guchait M.,Gurtu A.,Kole G.,Kumar S.,Maity M.,Majumder G.,Mazumdar K.,Mohanty G. B.,Parida B.,Sudhakar K.,Wickramage N.,Banerjee S.,Dugad S.,Arfaei H.,Bakhshiansohi H.,Etesami S. M.,Fahim A.,Hesari H.,Jafari A.,Khakzad M.,Najafabadi M. Mohammadi,Mehdiabadi S. Paktinat,Safarzadeh B.,Zeinali M.,Grunewald M.,Abbrescia M.,Barbone L.,Calabria C.,Chhibra S. S.,Colaleo A.,Creanza D.,De Filippis N.,De Palma M.,Fiore L.,Iaselli G.,Maggi G.,Maggi M.,Marangelli B.,My S.,Nuzzo S.,Pacifico N.,Pompili A.,Pugliese G.,Selvaggi G.,Silvestris L.,Singh G.,Venditti R.,Verwilligen P.,Zito G.,Abbiendi G.,Benvenuti A. C.,Bonacorsi D.,Braibant-Giacomelli S.,Brigliadori L.,Campanini R.,Capiluppi P.,Castro A.,Cavallo F. R.,Cuffiani M.,Dallavalle G. M.,Fabbri F.,Fanfani A.,Fasanella D.,Giacomelli P.,Grandi C.,Guiducci L.,Marcellini S.,Masetti G.,Meneghelli M.,Montanari A.,Navarria F. L.,Odorici F.,Perrotta A.,Primavera F.,Rossi A. M.,Rovelli T.,Siroli G. 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T.,Nespolo M.,Pazzini J.,Pegoraro M.,Pozzobon N.,Ronchese P.,Simonetto F.,Torassa E.,Tosi M.,Triossi A.,Vanini S.,Ventura S.,Zotto P.,Zucchetta A.,Zumerle G.,Gabusi M.,Ratti S. P.,Riccardi C.,Vitulo P.,Biasini M.,Bilei G. M.,Fanò L.,Lariccia P.,Mantovani G.,Menichelli M.,Nappi A.,Romeo F.,Saha A.,Santocchia A.,Spiezia A.,Androsov K.,Azzurri P.,Bagliesi G.,Boccali T.,Broccolo G.,Castaldi R.,D’Agnolo R. T.,Dell’Orso R.,Fiori F.,Foà L.,Giassi A.,Kraan A.,Ligabue F.,Lomtadze T.,Martini L.,Messineo A.,Palla F.,Rizzi A.,Serban A. T.,Spagnolo P.,Squillacioti P.,Tenchini R.,Tonelli G.,Venturi A.,Verdini P. G.,Vernieri C.,Barone L.,Cavallari F.,Del Re D.,Diemoz M.,Fanelli C.,Grassi M.,Longo E.,Margaroli F.,Meridiani P.,Micheli F.,Nourbakhsh S.,Organtini G.,Paramatti R.,Rahatlou S.,Soffi L.,Amapane N.,Arcidiacono R.,Argiro S.,Arneodo M.,Biino C.,Cartiglia N.,Casasso S.,Costa M.,De Remigis P.,Demaria N.,Mariotti C.,Maselli S.,Migliore E.,Monaco V.,Musich M.,Obertino M. M.,Pastrone N.,Pelliccioni M.,Potenza A.,Romero A.,Ruspa M.,Sacchi R.,Solano A.,Staiano A.,Tamponi U.,Belforte S.,Candelise V.,Casarsa M.,Cossutti F.,Ricca G. Della,Gobbo B.,La Licata C.,Marone M.,Montanino D.,Penzo A.,Schizzi A.,Zanetti A.,Kim T. Y.,Nam S. K.,Chang S.,Kim D. H.,Kim G. N.,Kim J. E.,Kong D. J.,Oh Y. D.,Park H.,Son D. C.,Kim J. Y.,Kim Zero J.,Song S.,Choi S.,Gyun D.,Hong B.,Jo M.,Kim H.,Kim T. J.,Lee K. S.,Park S. K.,Roh Y.,Choi M.,Kim J. H.,Park C.,Park I. C.,Park S.,Ryu G.,Choi Y.,Choi Y. K.,Goh J.,Kim M. S.,Kwon E.,Lee B.,Lee J.,Lee S.,Seo H.,Yu I.,Grigelionis I.,Juodagalvis A.,Castilla-Valdez H.,De La Cruz-Burelo E.,La Cruz I. Heredia-de,Lopez-Fernandez R.,Martínez-Ortega J.,Sanchez-Hernandez A.,Villasenor-Cendejas L. M.,Moreno S. Carrillo,Valencia F. Vazquez,Ibarguen H. A. Salazar,Linares E. Casimiro,Pineda A. Morelos,Reyes-Santos M. A.,Krofcheck D.,Bell A. J.,Butler P. H.,Doesburg R.,Reucroft S.,Silverwood H.,Ahmad M.,Asghar M. I.,Butt J.,Hoorani H. R.,Khalid S.,Khan W. A.,Khurshid T.,Qazi S.,Shah M. A.,Shoaib M.,Bialkowska H.,Boimska B.,Frueboes T.,Górski M.,Kazana M.,Nawrocki K.,Romanowska-Rybinska K.,Szleper M.,Wrochna G.,Zalewski P.,Brona G.,Bunkowski K.,Cwiok M.,Dominik W.,Doroba K.,Kalinowski A.,Konecki M.,Krolikowski J.,Misiura M.,Wolszczak W.,Almeida N.,Bargassa P.,David A.,Faccioli P.,Parracho P. G. Ferreira,Gallinaro M.,Antunes J. Rodrigues,Seixas J.,Varela J.,Vischia P.,Belotelov I.,Gavrilenko M.,Golutvin I.,Gorbunov I.,Karjavin V.,Konoplyanikov V.,Korenkov V.,Lanev A.,Malakhov A.,Matveev V.,Moisenz P.,Palichik V.,Perelygin V.,Savina M.,Shmatov S.,Smirnov V.,Tikhonenko E.,Zarubin A.,Evstyukhin S.,Golovtsov V.,Ivanov Y.,Kim V.,Levchenko P.,Murzin V.,Oreshkin V.,Smirnov I.,Sulimov V.,Uvarov L.,Vavilov S.,Vorobyev A.,Vorobyev An.,Andreev Yu.,Dermenev A.,Gninenko S.,Golubev N.,Kirsanov M.,Krasnikov N.,Pashenkov A.,Tlisov D.,Toropin A.,Epshteyn V.,Erofeeva M.,Gavrilov V.,Lychkovskaya N.,Popov V.,Safronov G.,Semenov S.,Spiridonov A.,Stolin V.,Vlasov E.,Zhokin A.,Andreev V.,Azarkin M.,Dremin I.,Kirakosyan M.,Leonidov A.,Mesyats G.,Rusakov S. V.,Vinogradov A.,Belyaev A.,Boos E.,Bunichev V.,Dubinin M.,Dudko L.,Ershov A.,Gribushin A.,Klyukhin V.,Kodolova O.,Lokhtin I.,Markina A.,Obraztsov S.,Petrushanko S.,Savrin V.,Azhgirey I.,Bayshev I.,Bitioukov S.,Kachanov V.,Kalinin A.,Konstantinov D.,Krychkine V.,Petrov V.,Ryutin R.,Sobol A.,Tourtchanovitch L.,Troshin S.,Tyurin N.,Uzunian A.,Volkov A.,Adzic P.,Ekmedzic M.,Krpic D.,Milosevic J.,Aguilar-Benitez M.,Maestre J. Alcaraz,Battilana C.,Calvo E.,Cerrada M.,Llatas M. Chamizo,Colino N.,De La Cruz B.,Peris A. Delgado,Vázquez D. Domínguez,Bedoya C. Fernandez,Ramos J. P. Fernández,Ferrando A.,Flix J.,Fouz M. C.,Garcia-Abia P.,Lopez O. Gonzalez,Lopez S. Goy,Hernandez J. M.,Josa M. I.,Merino G.,De Martino E. Navarro,Pelayo J. Puerta,Olmeda A. Quintario,Redondo I.,Romero L.,Santaolalla J.,Soares M. S.,Willmott C.,Albajar C.,de Trocóniz J. F.,Brun H.,Cuevas J.,Menendez J. Fernandez,Folgueras S.,Caballero I. Gonzalez,Iglesias L. Lloret,Gomez J. Piedra,Cifuentes J. A. Brochero,Cabrillo I. J.,Calderon A.,Chuang S. H.,Campderros J. Duarte,Fernandez M.,Gomez G.,Sanchez J. Gonzalez,Graziano A.,Jorda C.,Virto A. Lopez,Marco J.,Marco R.,Rivero C. Martinez,Matorras F.,Sanchez F. J. Munoz,Rodrigo T.,Rodr´ıguez-Marrero A. Y.,Ruiz-Jimeno A.,Scodellaro L.,Vila I.,Cortabitarte R. Vilar,Abbaneo D.,Auffray E.,Auzinger G.,Bachtis M.,Baillon P.,Ball A. H.,Barney D.,Bendavid J.,Benitez J. F.,Bernet C.,Bianchi G.,Bloch P.,Bocci A.,Bonato A.,Bondu O.,Botta C.,Breuker H.,Camporesi T.,Cerminara G.,Christiansen T.,Perez J. A. Coarasa,Colafranceschi S.,d’Enterria D.,Dabrowski A.,De Roeck A.,De Visscher S.,Di Guida S.,Dobson M.,Dupont-Sagorin N.,Elliott-Peisert A.,Eugster J.,Funk W.,Georgiou G.,Giffels M.,Gigi D.,Gill K.,Giordano D.,Girone M.,Giunta M.,Glege F.,Garrido R. 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Abstract

Abstract A search for microscopic black holes and string balls is presented, based on a data sample of pp collisions at $ \sqrt{s}=8 $ TeV recorded by the CMS experiment at the Large Hadron Collider and corresponding to an integrated luminosity of 12 fb−1. No excess of events with energetic multiparticle final states, typical of black hole production or of similar new physics processes, is observed. Given the agreement of the observations with the expected standard model background, which is dominated by QCD multijet production, 95% confidence level limits are set on the production of semiclassical or quantum black holes, or of string balls, corresponding to the exclusions of masses below 4.3 to 6.2 TeV, depending on model assumptions. In addition, model-independent limits are set on new physics processes resulting in energetic multiparticle final states.

Publisher

Springer Science and Business Media LLC

Subject

Nuclear and High Energy Physics

Reference45 articles.

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