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Title: Search for additional neutral MSSM Higgs bosons in the ττ final state in proton-proton collisions at $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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A search is presented for additional neutral Higgs bosons in the $$\tau\tau$$ final state in proton-proton collisions at the LHC. The search is performed in the context of the minimal supersymmetric extension of the standard model (MSSM), using the data collected with the CMS detector in 2016 at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb$$^{-1}$$. To enhance the sensitivity to neutral MSSM Higgs bosons, the search includes production of the Higgs boson in association with b quarks. No significant deviation above the expected background is observed. Model-independent limits at 95% confidence level (CL) are set on the product of the branching fraction for the decay into $$\tau$$ leptons and the cross section for the production via gluon fusion or in association with b quarks. These limits range from 18 pb at 90 GeV to 3.5 fb at 3.2 TeV for gluon fusion and from 15 pb (at 90 GeV) to 2.5 fb (at 3.2 TeV) for production in association with b quarks. In the m$$_{\text{h}}^{\text{mod+}}$$ scenario these limits translate into a 95% CL exclusion of $$\tan\beta>$$ 6 for neutral Higgs boson masses below 250 GeV, where $$\tan\beta$$ is the ratio of the vacuum expectation values of the neutral components of the two Higgs doublets. As a result the 95% CL exclusion contour reaches 1.6 TeV for $$\tan\beta=$$ 60.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
The CMS collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
1454712
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-18-275-CMS; CMS-HIG-17-020; CERN-EP-2018-026; arXiv:1803.06553; 1663234; TRN: US1901105
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2018, Issue 9; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer BerlinCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 73 works
Citation information provided by
Web of Science

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Vector boson pair production at the LHC journal July 2011
Global Conservation Laws and Massless Particles journal November 1964
Linear interpolation of histograms journal April 1999
Reconstruction and identification of τ lepton decays to hadrons and ντat CMS journal January 2016
MadGraph 5: going beyond journal June 2011
A general framework for implementing NLO calculations in shower Monte Carlo programs: the POWHEG BOX journal June 2010
Transverse momentum resummation for Higgs production via gluon fusion in the MSSM journal November 2014
Symmetry Breaking in Non-Abelian Gauge Theories journal March 1967
Modelling Z → ττ processes in ATLAS with τ-embedded Z → μμ data journal September 2015
Higgs production in association with bottom quarks journal February 2015
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SusHi: A program for the calculation of Higgs production in gluon fusion and bottom-quark annihilation in the Standard Model and the MSSM journal June 2013
Spontaneous Symmetry Breakdown without Massless Bosons journal May 1966
The post-Higgs MSSM scenario: habemus MSSM? journal November 2013
Resummation ambiguities in the Higgs transverse-momentum spectrum in the Standard Model and beyond journal January 2016
Performance of CMS muon reconstruction in pp collision events at √s = 7 TeV journal October 2012
Broken symmetries, massless particles and gauge fields journal September 1964
Matching NLO QCD computations with parton shower simulations: the POWHEG method journal November 2007
NLO QCD corrections to pseudoscalar Higgs production in the MSSM journal August 2011
Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons journal October 1964
Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons journal August 1964
NLO Higgs boson production via gluon fusion matched with shower in POWHEG journal April 2009
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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
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Higgs boson production in bottom quark fusion at next-to-next-to-leading order journal July 2003
FeynHiggs: a program for the calculation of the masses of the neutral -even Higgs bosons in the MSSM journal January 2000
The masses of the neutral ${\cal CP}$ -even Higgs bosons in the MSSM: Accurate analysis at the two-loop level journal June 1999
The Higgs boson masses and mixings of the complex MSSM in the Feynman-diagrammatic approach journal February 2007
HDECAY: a program for Higgs boson decays in the Standard Model and its supersymmetric extension journal January 1998

Cited By (9)

Showcasing HH production: Benchmarks for the LHC and HL-LHC text January 2019
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