Report/Journal Article PUBDB-2016-05440

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Search for the Higgs boson produced in association with a $W$ boson and decaying to four $b$-quarks via two spin-zero particles in $pp$ collisions at 13 TeV with the ATLAS detector

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2016
Springer Berlin

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Report No.: CERN-EP-2016-135; arXiv:1606.08391

Abstract: This paper presents a dedicated search for exotic decays of the Higgs boson to a pair of new spin-zero particles, $H \rightarrow aa$ , where the particle a decays to b-quarks and has a mass in the range of 20–60 GeV. The search is performed in events where the Higgs boson is produced in association with a $W$ boson, giving rise to a signature of a lepton (electron or muon), missing transverse momentum, and multiple jets from b-quark decays. The analysis is based on the full dataset of pp collisions at $\sqrt{s} = 13\,\mathrm{{TeV}}$ recorded in 2015 by the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider, corresponding to an integrated luminosity of 3.2 $\text{ fb }^{-1}$ . No significant excess of events above the Standard Model prediction is observed, and a $95\,\%$ confidence-level upper limit is derived for the product of the production cross section for $pp \rightarrow WH$ times the branching ratio for the decay $H \rightarrow aa \rightarrow 4b$ . The upper limit ranges from 6.2 pb for an a-boson mass $m_a = 20\,\mathrm{{GeV}}$ to 1.5 pb for $m_a = 60\,\mathrm{{GeV}}$ .

Keyword(s): p p: scattering ; p p: colliding beams ; Higgs particle: hadroproduction ; W: associated production ; Higgs particle: decay ; scalar particle: new particle ; decay: exotic ; W: leptonic decay ; new particle: hadronic decay ; jet: bottom ; final state: ((n)jet lepton) ; transverse momentum: missing-energy ; ATLAS ; cross section: branching ratio: upper limit ; mass dependence ; new particle: mass ; CERN LHC Coll ; CERN Lab ; experimental results ; 13000 GeV-cms

Classification:

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2016
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; SCOAP3 OpenAccess ; OpenAccess ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; Ebsco Academic Search ; IF < 5 ; JCR ; NationallizenzNationallizenz ; SCOPUS ; Science Citation Index ; Science Citation Index Expanded ; Thomson Reuters Master Journal List ; Web of Science Core Collection
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