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  • Combination of Searches for Resonant Higgs Boson Pair Production Using pp Collisions at s=13  TeV with the ATLAS Detector
Title: Combination of Searches for Resonant Higgs Boson Pair Production Using pp Collisions at s=13  TeV with the ATLAS Detector
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  more » « less
Award ID(s):
2209034
PAR ID:
10639780
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
APS
Date Published:
Journal Name:
Physical Review Letters
Volume:
132
Issue:
23
ISSN:
0031-9007
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review D)
    Measurements of the polarization and spin correlation in top quark pairs ( t t ¯ ) are presented using events with a single electron or muon and jets in the final state. The measurements are based on proton-proton collision data from the LHC at s = 13     TeV collected by the CMS experiment, corresponding to an integrated luminosity of 138     fb − 1 . All coefficients of the polarization vectors and the spin correlation matrix are extracted simultaneously by performing a binned likelihood fit to the data. The measurement is performed inclusively and in bins of additional observables, such as the mass of the t t ¯ system and the top quark scattering angle in the t t ¯ rest frame. The measured polarization and spin correlation are in agreement with the standard model. From the measured spin correlation, conclusions on the t t ¯ spin entanglement are drawn by applying the Peres-Horodecki criterion. The standard model predicts entangled spins for t t ¯ states at the production threshold and at high masses of the t t ¯ system. Entanglement is observed for the first time in events at high t t ¯ mass, where a large fraction of the t t ¯ decays are spacelike separated, with an expected and observed significance of above 5 standard deviations. © 2024 CERN, for the CMS Collaboration2024CERN 
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  2. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review D)
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  3. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review Letters)
    We measure the complete set of angular coefficients J i for exclusive B ¯ → D * ℓ ν ¯ ℓ decays ( ℓ = e , μ ). Our analysis uses the full 711     fb − 1 Belle dataset with hadronic tag-side reconstruction. The results allow us to extract the form factors describing the B ¯ → D * transition and the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa matrix element | V cb | . Using recent lattice QCD calculations for the hadronic form factors, we find | V cb | = ( 40.7 ± 0.7 ) × 10 − 3 using the Boyd-Grinstein-Lebed parametrization, compatible with determinations from inclusive semileptonic decays. We search for lepton flavor universality violation as a function of the hadronic recoil parameter w and investigate the differences of the electron and muon angular distributions. We find no deviation from standard model expectations. Published by the American Physical Society2024 
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    The ratio of branching fractions R ( D * ) = B ( B ¯ → D * τ − ν ¯ τ ) / B ( B ¯ → D * ℓ − ν ¯ ℓ ) , where ℓ is an electron or muon, is measured using a Belle II data sample with an integrated luminosity of 189     fb − 1 at the SuperKEKB asymmetric-energy e + e − collider. Data is collected at the ϒ ( 4 S ) resonance, and one B meson in the ϒ ( 4 S ) → B B ¯ decay is fully reconstructed in hadronic decay modes. The accompanying signal B meson is reconstructed as B ¯ → D * τ − ν ¯ τ using leptonic τ decays. The normalization decay, B ¯ → D * ℓ − ν ¯ ℓ , produces the same observable final-state particles. The ratio of branching fractions is extracted in a simultaneous fit to two signal-discriminating variables in both channels and yields R ( D * ) = 0.262 − 0.039 + 0.041 ( stat ) − 0.032 + 0.035 ( syst ) . This result is consistent with the current world average and with Standard Model predictions. Published by the American Physical Society2024 
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