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Title: A search for heavy Higgs bosons decaying into vector bosons in same-sign two-lepton final states in pp collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV with the ATLAS detector
A bstract A search for heavy Higgs bosons produced in association with a vector boson and decaying into a pair of vector bosons is performed in final states with two leptons (electrons or muons) of the same electric charge, missing transverse momentum and jets. A data sample of proton–proton collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider between 2015 and 2018 is used. The data correspond to a total integrated luminosity of 139 fb − 1 . The observed data are in agreement with Standard Model background expectations. The results are interpreted using higher-dimensional operators in an effective field theory. Upper limits on the production cross-section are calculated at 95% confidence level as a function of the heavy Higgs boson’s mass and coupling strengths to vector bosons. Limits are set in the Higgs boson mass range from 300 to 1500 GeV, and depend on the assumed couplings. The highest excluded mass for a heavy Higgs boson with the coupling combinations explored is 900 GeV. Limits on coupling strengths are also provided.  more » « less
Award ID(s):
2110963
PAR ID:
10440727
Author(s) / Creator(s):
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Date Published:
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2023
Issue:
7
ISSN:
1029-8479
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  4. null (Ed.)
    A bstract A search for a light pseudoscalar Higgs boson (a) decaying from the 125 GeV (or a heavier) scalar Higgs boson (H) is performed using the 2016 LHC proton-proton collision data at $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 35 . 9 fb − 1 , collected by the CMS experiment. The analysis considers gluon fusion and vector boson fusion production of the H, followed by the decay H → aa → μμττ , and considers pseudoscalar masses in the range 3 . 6 < m a < 21 GeV. Because of the large mass difference between the H and the a bosons and the small masses of the a boson decay products, both the μμ and the ττ pairs have high Lorentz boost and are collimated. The ττ reconstruction efficiency is increased by modifying the standard technique for hadronic τ lepton decay reconstruction to account for a nearby muon. No significant signal is observed. Model-independent limits are set at 95% confidence level, as a function of m a , on the branching fraction (ℬ) for H → aa → μμττ , down to 1 . 5 (2 . 0) × 10 − 4 for m H = 125 (300) GeV. Model-dependent limits on ℬ(H → aa) are set within the context of two Higgs doublets plus singlet models, with the most stringent results obtained for Type-III models. These results extend current LHC searches for heavier a bosons that decay to resolved lepton pairs and provide the first such bounds for an H boson with a mass above 125 GeV. 
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