A search for resonances and quantum black holes is performed using the dijet mass spectra measured in proton-proton collisions at $\sqrt{s}=8\text{ }\text{ }\mathrm{TeV}$ with the CMS detector at the LHC. The data set corresponds to an integrated luminosity of $19.7\text{ }\text{ }{\mathrm{fb}}^{\ensuremath{-}1}$. In a search for narrow resonances that couple to quark-quark, quark-gluon, or gluon-gluon pairs, model-independent upper limits, at 95% confidence level, are obtained on the production cross section of resonances, with masses above 1.2 TeV. When interpreted in the context of specific models the limits exclude string resonances with masses below 5.0 TeV; excited quarks below 3.5 TeV; scalar diquarks below 4.7 TeV; ${W}^{\ensuremath{'}}$ bosons below 1.9 TeV or between 2.0 and 2.2 TeV; ${Z}^{\ensuremath{'}}$ bosons below 1.7 TeV; and Randall-Sundrum gravitons below 1.6 TeV. A separate search is conducted for narrow resonances that decay to final states including $b$ quarks. The first exclusion limit is set for excited $b$ quarks, with a lower mass limit between 1.2 and 1.6 TeV depending on their decay properties. Searches are also carried out for wide resonances, assuming for the first time width-to-mass ratios up to 30%, and for quantum black holes with a range of model parameters. The wide resonance search excludes axigluons and colorons with mass below 3.6 TeV, and color-octet scalars with mass below 2.5 TeV. Lower bounds between 5.0 and 6.3 TeV are set on the masses of quantum black holes.

A search is performed for long-lived massive neutral particles decaying to quark-antiquark pairs. The experimental signature is a distinctive topology of a pair of jets, originating at a secondary vertex. Events were collected with the CMS detector at the CERN LHC in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 8 TeV. The data analyzed correspond to an integrated luminosity of 18.5 fb−1. No significant excess is observed above standard model expectations. Upper limits at 95% confidence level are set on the production cross section of a heavy neutral scalar particle, H, in the mass range of 200 to 1000 GeV, decaying promptly into a pair of long-lived neutral X particles in the mass range of 50 to 350 GeV, each in turn decaying into a quark-antiquark pair. For X with mean proper decay lengths of 0.4 to 200 cm, the upper limits are typically 0.5–200 fb. The results are also interpreted in the context of an R-parity-violating supersymmetric model with long-lived neutralinos decaying into a quark-antiquark pair and a muon. For pair production of squarks that promptly decay to neutralinos with mean proper decay lengths of 2–40 cm, the upper limits on the cross section are typically 0.5–3 fb. The above limits are the most stringent on these channels to date.Received 24 November 2014DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.91.012007This article is available under the terms of the Creative Commons Attribution 3.0 License. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article’s title, journal citation, and DOI.© 2015 CERN, for the CMS Collaboration

Searches for supersymmetry (SUSY) are presented based on the electroweak pair production of neutralinos and charginos, leading to decay channels with Higgs, Z, and W bosons and undetected lightest SUSY particles (LSPs). The data sample corresponds to an integrated luminosity of about 19.5 inverse femtobarns of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 8 TeV collected in 2012 with the CMS detector at the LHC. The main emphasis is neutralino pair production in which each neutralino decays either to a Higgs boson (h) and an LSP or to a Z boson and an LSP, leading to hh, hZ, and ZZ states with missing transverse energy (ET(miss)). A second aspect is chargino-neutralino pair production, leading to hW states with ET(miss). The decays of a Higgs boson to a bottom-quark pair, to a photon pair, and to final states with leptons are considered in conjunction with hadronic and leptonic decay modes of the Z and W bosons. No evidence is found for supersymmetric particles, and 95% confidence level upper limits are evaluated for the respective pair production cross sections and for neutralino and chargino mass values.