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  • Search for the nonresonant production of Higgs boson pairs via gluon fusion and vector-boson fusion in the bb¯τ+τ− final state in proton-proton collisions at s=13  TeV with the ATLAS detector
Title: Search for the nonresonant production of Higgs boson pairs via gluon fusion and vector-boson fusion in the bb¯τ+τ− final state in proton-proton collisions at s=13  TeV with the ATLAS detector
A search for the nonresonant production of Higgs boson pairs in the H H → b b ¯ τ + τ − channel is performed using 140     fb − 1 of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV recorded by the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider. The analysis strategy is optimized to probe anomalous values of the Higgs boson self-coupling modifier κ λ and of the quartic H H V V ( V = W , Z ) coupling modifier κ 2 V . No significant excess above the expected background from Standard Model processes is observed. An observed (expected) upper limit μ H H < 5.9 ( 3.3 ) is set at 95% confidence-level on the Higgs boson pair production cross section normalized to its Standard Model prediction. The coupling modifiers are constrained to an observed (expected) 95% confidence interval of − 3.1 < κ λ < 9.0 ( − 2.5 < κ λ < 9.3 ) and − 0.5 < κ 2 V < 2.7 ( − 0.2 < κ 2 V < 2.4 ), assuming all other Higgs boson couplings are fixed to the Standard Model prediction. The results are also interpreted in the context of effective field theories via constraints on anomalous Higgs boson couplings and Higgs boson pair production cross sections assuming different kinematic benchmark scenarios. © 2024 CERN, for the ATLAS Collaboration2024CERN  more » « less
Award ID(s):
2310094 2111511 2208829
PAR ID:
10534036
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
Physical Review D
Date Published:
Journal Name:
Physical Review D
Volume:
110
Issue:
3
ISSN:
2470-0010
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review Letters)
    This Letter presents results from a combination of searches for Higgs boson pair production using 126 – 140     fb − 1 of proton-proton collision data at s = 13     TeV recorded with the ATLAS detector. At 95% confidence level (CL), the upper limit on the production rate is 2.9 times the standard model (SM) prediction, with an expected limit of 2.4 assuming no Higgs boson pair production. Constraints on the Higgs boson self-coupling modifier κ λ = λ H H H / λ H H H SM , and the quartic H H V V coupling modifier κ 2 V = g H H V V / g H H V V SM , are derived individually, fixing the other parameter to its SM value. The observed 95% CL intervals are − 1.2 < κ λ < 7.2 and 0.6 < κ 2 V < 1.5 , respectively, while the expected intervals are − 1.6 < κ λ < 7.2 and 0.4 < κ 2 V < 1.6 in the SM case. Constraints obtained for several interaction parameters within Higgs effective field theory are the strongest to date, offering insights into potential deviations from SM predictions. © 2024 CERN, for the ATLAS Collaboration2024CERN 
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  2. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review Letters)
    A combination of searches for a new resonance decaying into a Higgs boson pair is presented, using up to 139     fb − 1 of p p collision data at s = 13     TeV recorded with the ATLAS detector at the LHC. The combination includes searches performed in three decay channels: b b ¯ b b ¯ , b b ¯ τ + τ − , and b b ¯ γ γ . No excess above the expected Standard Model background is observed and upper limits are set at the 95% confidence level on the production cross section of Higgs boson pairs originating from the decay of a narrow scalar resonance with mass in the range 251 GeV–5 TeV. The observed (expected) limits are in the range 0.96–600 fb (1.2–390 fb). The limits are interpreted in the type-I two-Higgs-doublet model and the minimal supersymmetric standard model, and constrain parameter space not previously excluded by other searches. © 2024 CERN, for the ATLAS Collaboration2024CERN 
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  3. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review Letters)
    The Ξ b 0 ( − ) → Ξ c ( 3055 ) + ( 0 ) ( → D + ( 0 ) Λ ) π − decay chains are observed, and the spin-parity of Ξ c ( 3055 ) + ( 0 ) baryons is determined for the first time. The measurement is performed using proton-proton collision data at a center-of-mass energy of s = 13     TeV , corresponding to an integrated luminosity of 5.4     fb − 1 , recorded by the LHCb experiment between 2016 and 2018. The spin-parity of the Ξ c ( 3055 ) + ( 0 ) baryons is determined to be 3 / 2 + with a significance of more than 6.5 σ ( 3.5 σ ) compared to all other tested hypotheses. The up-down asymmetries of the Ξ b 0 ( − ) → Ξ c ( 3055 ) + ( 0 ) π − transitions are measured to be − 0.92 ± 0.10 ± 0.05 ( − 0.92 ± 0.16 ± 0.22 ), consistent with maximal parity violation, where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. These results support the hypothesis that the Ξ c ( 3055 ) + ( 0 ) baryons correspond to the first D -wave λ -mode excitation of the Ξ c flavor triplet. © 2025 CERN, for the LHCb Collaboration2025CERN 
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  4. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review D)
    The first measurement of the C P asymmetry of the decay rate ( A C P ) and the C P average ( Σ A FB ) and C P asymmetry ( Δ A FB ) of the forward-backward asymmetry in the muon system of Λ c + → p μ + μ − decays is reported. The measurement is performed using a data sample of proton-proton collisions, recorded by the LHCb experiment from 2016 to 2018 at a center-of-mass energy of 13 TeV, which corresponds to an integrated luminosity of 5.4     fb − 1 . The asymmetries are measured in two regions of dimuon mass near the  ϕ -meson mass peak. The dimuon-mass integrated results are A C P = ( − 1.1 ± 4.0 ± 0.5 ) % , Σ A FB = ( 3.9 ± 4.0 ± 0.6 ) % , Δ A FB = ( 3.1 ± 4.0 ± 0.4 ) % , where the first uncertainty is statistical and the second systematic. The results are consistent with the conservation of C P symmetry and the Standard Model expectations. © 2025 CERN, for the LHCb Collaboration2025CERN 
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  5. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review D)
    The J / ψ → μ + μ − μ + μ − decay has been observed with a statistical significance in excess of five standard deviations. The analysis is based on an event sample of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, collected by the CMS experiment in 2018 and corresponding to an integrated luminosity of 33.6     fb − 1 . Normalizing to the J / ψ → μ + μ − decay mode leads to a branching fraction of [ 10.1 − 2.7 + 3.3 ( stat ) ± 0.4 ( syst ) ] × 10 − 7 , a value that is consistent with the standard model prediction. © 2024 CERN, for the CMS Collaboration2024CERN 
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