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Title: Search for Physics Beyond the Standard Model in Events with High-Momentum Higgs Bosons and Missing Transverse Momentum in Proton-Proton Collisions at 13 TeV

Journal Article · · Physical Review Letters
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Here, a search for physics beyond the standard model in events with one or more high-momentum Higgs bosons, H, decaying to pairs of b quarks in association with missing transverse momentum is presented. The data, corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb-1, were collected with the CMS detector at the LHC in proton-proton collisions at the center-of-mass energy √s = 13 TeV. The analysis utilizes a new b quark tagging technique based on jet substructure to identify jets from H → $$b\bar{b}$$. Events are categorized by the multiplicity of H-tagged jets, jet mass, and the missing transverse momentum. No significant deviation from standard model expectations is observed. In the context of supersymmetry (SUSY), limits on the cross sections of pair-produced gluinos are set, assuming that gluinos decay to quark pairs, H (or Z), and the lightest SUSY particle, LSP, through an intermediate next-to-lightest SUSY particle, NLSP. With large mass splitting between the NLSP and LSP, and 100% NLSP branching fraction to H, the lower limit on the gluino mass is found to be 2010 GeV.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Lab. (LLNL), Livermore, CA (United States); Princeton Univ., NJ (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359; SC0007968
OSTI ID:
1441111
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1415826; OSTI ID: 1600948
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-17-618-CMS; CMS-SUS-17-006; CERN-EP-2017-322; arXiv:1712.08501; PRLTAO; 241801
Journal Information:
Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Vol. 120 Journal Issue: 24; ISSN 0031-9007
Publisher:
American Physical Society (APS)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 6 works
Citation information provided by
Web of Science

References (51)

Simplified models for a first characterization of new physics at the LHC journal April 2009
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Review of Particle Physics journal October 2016
The tbar-t cross-section at 1.8 and 1.96 TeV: a study of the systematics due to parton densities and scale dependence journal April 2004
New Physics Opportunities in the Boosted Di-Higgs-Boson Plus Missing Transverse Energy Signature journal April 2016
A lagrangian model invariant under supergauge transformations journal March 1974
Factorizable dual model of pions journal August 1971
Upper bounds on supersymmetric particle masses journal August 1988
Combined Measurement of the Higgs Boson Mass in p p Collisions at s = 7 and 8 TeV with the ATLAS and CMS Experiments journal May 2015
Supergauge transformations in four dimensions journal February 1974
Supergauge invariant extension of the Higgs mechanism and a model for the electron and its neutrino journal January 1975
Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC journal September 2012
Squark and gluino production cross sections in $$pp$$ p p collisions at $$\sqrt{s} = 13, 14, 33$$ s = 13 , 14 , 33 and $$100$$ 100 TeV journal December 2014
Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC journal September 2012
Search for Top Squark and Higgsino Production Using Diphoton Higgs Boson Decays journal April 2014
S-particles at their naturalness limits journal October 2009
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
Confidence level computation for combining searches with small statistics journal September 1999
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
Searches for electroweak neutralino and chargino production in channels with Higgs, Z , and W bosons in p p collisions at 8 TeV journal November 2014
Search for supersymmetry in events with photons, bottom quarks, and missing transverse momentum in proton–proton collisions at a centre-of-mass energy of 7 TeV with the ATLAS detector journal February 2013
Parton distributions for the LHC run II journal April 2015
Identification of heavy-flavour jets with the CMS detector in pp collisions at 13 TeV journal May 2018
Search for supersymmetry in multijet events with missing transverse momentum in proton-proton collisions at 13 TeV journal August 2017
Recombination algorithms and jet substructure: Pruning as a tool for heavy particle searches journal May 2010
Study of MSSM heavy Higgs bosons decaying into charginos and neutralinos journal October 2016
Experimental observation of isolated large transverse energy electrons with associated missing energy at journal February 1983
Natural SUSY endures journal September 2012
Naturalness constraints in supersymmetric theories with non-universal soft terms journal September 1995
Hidden GeV-Scale Interactions of Quarks journal August 2014
Model-independent jets plus missing energy searches journal January 2009
Dual Theory for Free Fermions journal May 1971
Pileup subtraction using jet areas journal January 2008
Erratum to: Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal July 2013
Geant4—a simulation toolkit
  • Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 506, Issue 3 https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
journal July 2003
Presentation of search results: the CL s technique journal September 2002
Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal February 2011
Supersymmetry, supergravity and particle physics journal August 1984
LHC Machine journal August 2008
The CMS trigger system journal January 2017
Rotation of the Andromeda Nebula from a Spectroscopic Survey of Emission Regions journal January 1970
Jet energy scale and resolution in the CMS experiment in pp collisions at 8 TeV journal February 2017
The CMS experiment at the CERN LHC journal August 2008
Simplified models for LHC new physics searches journal September 2012
Soft-gluon resummation for Higgs boson production at hadron colliders journal July 2003
Search for Higgs bosons in supersymmetric cascade decays and neutralino dark matter journal June 2011
Particle-flow reconstruction and global event description with the CMS detector journal October 2017
Die Rotverschiebung von extragalaktischen Nebeln text January 1933
Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC text January 2018
The CMS trigger system text January 2017
Jet energy scale and resolution in the CMS experiment in pp collisions at 8 TeV text January 2017

Cited By (2)