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Title: Search for new light gauge bosons in Higgs boson decays to four-lepton final states in p p collisions at s = 8 TeV with the ATLAS detector at the LHC

Journal Article · · Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
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© 2015 CERN, for the ATLAS Collaboration. Published by the American Physical Society under the terms of the »http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/» Creative Commons Attribution 3.0 License. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article's title, journal citation, and DOI. This paper presents a search for Higgs bosons decaying to four leptons, either electrons or muons, via one or two light exotic gauge bosons Zd, H→ZZd→4 or H→ZdZd→4. The search was performed using pp collision data corresponding to an integrated luminosity of about 20 fb-1 at the center-of-mass energy of s=8 TeV recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The observed data are well described by the Standard Model prediction. Upper bounds on the branching ratio of H→ZZd→4 and on the kinetic mixing parameter between the Zd and the Standard Model hypercharge gauge boson are set in the range (1-9)×10-5 and (4-17)×10-2 respectively, at 95% confidence level assuming the Standard Model branching ratio of H→ZZ*→4, for Zd masses between 15 and 55 GeV. Upper bounds on the effective mass mixing parameter between the Z and the Zd are also set using the branching ratio limits in the H→ZZd→4 search, and are in the range (1.5-8.7)×10-4 for 15 < mZd < 35 GeV. Upper bounds on the branching ratio of H→ZdZd→4 and on the Higgs portal coupling parameter, controlling the strength of the coupling of the Higgs boson to dark vector bosons are set in the range (2-3)×10-5 and (1-10)×10-4 respectively, at 95% confidence level assuming the Standard Model Higgs boson production cross sections, for Zd masses between 15 and 60 GeV.

Research Organization:
SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC03-76SF00515; AC02-05CH11231
OSTI ID:
1225133
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1232669; OSTI ID: 1378632
Journal Information:
Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, Journal Name: Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology Vol. 92 Journal Issue: 9; ISSN 1550-7998
Publisher:
American Physical SocietyCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 39 works
Citation information provided by
Web of Science

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