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Title: Search for new phenomena in events with at least three photons collected in pp collisions at √s = 8 TeV with the ATLAS detector

Results of a search for new phenomena in events with at least three photons are reported. Data from proton–proton collisions at a centre-of-mass energy of 8 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 20.3 fb-1, were collected with the ATLAS detector at the LHC. The observed data are well described by the Standard Model. Limits at the 95 % confidence level on new phenomena are presented based on the rate of events in an inclusive signal region and a restricted signal region targeting the rare decay Z→3γ, as well as di-photon and tri-photon resonance searches. For a Standard Model Higgs boson decaying to four photons via a pair of intermediate pseudoscalar particles (a), limits are found to be σ× BR (h→aa)× BR (a→γγ)2<10-3σSM for 10 GeV a< 62 GeV. Finally, limits are also presented for Higgs boson-like scalars (H) for mH> 125 GeV, and for a Z' decaying to three photons via Z'→a+γ→3γ. Additionally, the observed limit on the branching ratio of the Z boson decay to three photons is found to be BR(Z→3γ)<2.2×10-6, a result five times stronger than the previous result from LEP.
Authors:
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Publication Date:
OSTI Identifier:
1249316
Grant/Contract Number:
AC02-76SF00515
Type:
Accepted Manuscript
Journal Name:
European Physical Journal. C, Particles and Fields
Additional Journal Information:
Journal Volume: 76; Journal Issue: 4; Journal ID: ISSN 1434-6044
Publisher:
Springer
Research Org:
SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States)
Sponsoring Org:
USDOE Office of Science (SC)
Contributing Orgs:
ATLAS Collaboration
Country of Publication:
United States
Language:
English
Subject:
74 ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS