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Search for Higgs boson pair production in association with a vector boson in pp collisions at $$\sqrt{s}=13\,\text {TeV}$$ with the ATLAS detector

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  • Additional Information
    • Contributors:
      UAM. Departamento de Física Teórica; Aad, G.; Abbott, B.; Abbott, D. C.; Abeling, K.; Abidi, S. H.; Aboulhorma, A.; Abramowicz, H.; Abreu, H.; Abulaiti, Y.; Zwalinski, L.; ATLAS Group; Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM); Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP); Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab); Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU); Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA); Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)); Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité); Laboratoire de Physique de Clermont (LPC); Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA); Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC); Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP); Université Grenoble Alpes (UGA); ATLAS; HEP, INSPIRE; Współautorami artykułu są członkowie ATLAS Collaboration w liczbie 2931; Apollo - University of Cambridge Repository; Atlas, Collaboration; Cristoforetti, Marco; Di Luca, Andrea; Aad, G; Abbott, B; Abbott, Dc; Abeling, K; Abidi, Sh; Aboulhorma, A; Abramowicz, H; Abreu, H; Abulaiti, Y; Hoffman, Aca; Acharya, B; Achkar, B; Bourdarios, Ca; Adamczyk, L; Adamek, L; Addepalli, Sv; Adelman, J; Adiguzel, A; Adorni, S; Adye, T; Affolder, Aa; Afik, Y; Agaras, Mn; Agarwala, J; Aggarwal, A; Agheorghiesei, C; Aguilar-Saavedra, Ja; Ahmad, A; Ahmadov, F; Ahmed, W; Ahuja, S; Ai, X; Aielli, G; Aizenberg, I; Akbiyik, M; Åkesson, Tpa; Akimov, Av; Khoury, Ka; Alberghi, Gl; Albert, J; Albicocco, P; Alderweireldt, S; Aleksa, M; Aleksandrov, In; Alexa, C; Alexopoulos, T; Alfonsi, A; Alfonsi, F; Alhroob, M; Ali, B; Ali, S; Aliev, M; Alimonti, G; Alkakhi, W; Allaire, C; Allbrooke, Bmm; Allport, Pp; Aloisio, A; Alonso, F; Alpigiani, C; Camelia, Ea; Estevez, Ma; Alviggi, Mg; Aly, M; Coutinho, Ya; Ambler, A; Amelung, C; Amerl, M; Ames, Cg; Amidei, D; Santos, Spad; Amoroso, S; Amos, Kr; Ananiev, V; Anastopoulos, C; Andeen, T; Anders, Jk; Andrean, Sy; Andreazza, A; Angelidakis, S; Angerami, A; Anisenkov, Av; Annovi, A; Antel, C; Anthony, Mt; Antipov, E; Antonelli, M; Antrim, Dja; Anulli, F; Aoki, M; Aoki, T; Pozo, Jaa; Aparo, Ma; Bella, La; Appelt, C; Aranzabal, N; Ferraz, Va; Arcangeletti, C; Arce, Ath; Arena, E; Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay; Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité); Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
    • Publication Information:
      Preprint
    • Publication Information:
      Springer Science and Business Media LLC, 2023.
    • Publication Date:
      2023
    • Abstract:
      This paper reports a search for Higgs boson pair (hh) production in association with a vector boson ($$W\; {\text {o}r}\; Z$$ W o r Z ) using 139 fb$$^{-1}$$ - 1 of proton–proton collision data at $$\sqrt{s}=13\,\text {TeV}$$ s = 13 TeV recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The search is performed in final states in which the vector boson decays leptonically ($$W\rightarrow \ell \nu ,\, Z\rightarrow \ell \ell ,\nu \nu $$ W → ℓ ν , Z → ℓ ℓ , ν ν with $$\ell =e, \mu $$ ℓ = e , μ ) and the Higgs bosons each decay into a pair of b-quarks. It targets Vhh signals from both non-resonant hh production, present in the Standard Model (SM), and resonant hh production, as predicted in some SM extensions. A 95% confidence-level upper limit of 183 (87) times the SM cross-section is observed (expected) for non-resonant Vhh production when assuming the kinematics are as expected in the SM. Constraints are also placed on Higgs boson coupling modifiers. For the resonant search, upper limits on the production cross-sections are derived for two specific models: one is the production of a vector boson along with a neutral heavy scalar resonance H, in the mass range 260–1000 GeV, that decays into hh, and the other is the production of a heavier neutral pseudoscalar resonance A that decays into a Z boson and H boson, where the A boson mass is 360–800 GeV and the H boson mass is 260–400 GeV. Constraints are also derived in the parameter space of two-Higgs-doublet models.
    • File Description:
      application/pdf; text/xml
    • ISSN:
      1434-6052
    • Accession Number:
      10.1140/epjc/s10052-023-11559-y
    • Accession Number:
      10.14288/1.0435875
    • Accession Number:
      10.18154/rwth-2024-09030
    • Accession Number:
      10.3204/pubdb-2022-07200
    • Accession Number:
      10.18154/rwth-2024-09029
    • Accession Number:
      10.48550/arxiv.2210.05415
    • Accession Number:
      10.3204/pubdb-2023-04725
    • Accession Number:
      10.1140/epjc/s10052-023-11559-y10.1140/epjc/s10052-023-11559-y
    • Rights:
      CC BY
    • Accession Number:
      edsair.doi.dedup.....b2abe20d78e95291fd7c3505c0338005