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Title: Search for a charged Higgs boson decaying to charm and bottom quarks in proton-proton collisions at $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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A search for charged Higgs boson decaying to a charm and a bottom quark ( $$ {\mathrm{H}}^{+}\to \mathrm{c}\overline{\mathrm{b}} $$ ) is performed using 19.7 fb$$^{-1}$$ of pp collision data at $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV. The production mechanism investigated in this search is $$ \mathrm{t}\overline{\mathrm{t}} $$ pair production in which one top quark decays to a charged Higgs boson and a bottom quark and the other decays to a charged lepton, a neutrino, and a bottom quark. Charged Higgs boson decays to $$ \mathrm{c}\overline{\mathrm{b}} $$ are searched for, resulting in a final state containing at least four jets, a charged lepton (muon or electron), and missing transverse momentum. A kinematic fit is performed to identify the pair of jets least likely to be the bottom quarks originating from direct top quark decays and the invariant mass of this pair is used as the final observable in the search. No evidence for the presence of a charged Higgs boson is observed and upper limits at 95% confidence level of 0.8–0.5% are set on the branching fraction $$B$$(t → H$$^{+}$$b), assuming $$B$$(H$$^{+}$$ → $$ \mathrm{c}\overline{\mathrm{b}} $$ ) = 1.0 and $$B$$(t → H$$^{+}$$b) + $$B$$(t → Wb) = 1.0, for the charged Higgs boson mass range 90–150 GeV.

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:
1475054
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-18-530-CMS; arXiv:1808.06575; CMS-HIG-16-030; CERN-EP-2018-121; 1688938
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2018, Issue 11; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer BerlinCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 29 works
Citation information provided by
Web of Science

References (60)

Vector boson pair production at the LHC journal July 2011
Global Conservation Laws and Massless Particles journal November 1964
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Supersymmetric relics from the big bang journal June 1984
HATHOR – HAdronic Top and Heavy quarks crOss section calculatoR journal April 2011
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
A general framework for implementing NLO calculations in shower Monte Carlo programs: the POWHEG BOX journal June 2010
Constraint on the Photino Mass from Cosmology journal May 1983
Identification of b-quark jets with the CMS experiment journal April 2013
Measurement of the differential cross section for top quark pair production in pp collisions at $$\sqrt{s} = 8\,\text {TeV} $$ s = 8 TeV journal November 2015
Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC journal September 2012
Symmetry Breaking in Non-Abelian Gauge Theories journal March 1967
Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC journal September 2012
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
Light charged Higgs scalars at high-energy e+e− colliders journal July 1995
Partial-symmetries of weak interactions journal February 1961
Spontaneous Symmetry Breakdown without Massless Bosons journal May 1966
Uncertainties on α S in global PDF analyses and implications for predicted hadronic cross sections journal October 2009
Broken symmetries, massless particles and gauge fields journal September 1964
Matching NLO QCD computations with parton shower simulations: the POWHEG method journal November 2007
HatHor  for single top-quark production: Updated predictions and uncertainty estimates for single top-quark production in hadronic collisions journal June 2015
Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons journal October 1964
Precise determination of the mass of the Higgs boson and tests of compatibility of its couplings with the standard model predictions using proton collisions at 7 and 8 $$\,\text {TeV}$$ TeV journal May 2015
Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons journal August 1964
Energy calibration and resolution of the CMS electromagnetic calorimeter in pp collisions at √s= 7 TeV journal September 2013
Theory and phenomenology of two-Higgs-doublet models journal July 2012
Phenomenology of models with more than two Higgs doublets journal September 1994
Event generator tunes obtained from underlying event and multiparton scattering measurements text January 2016
Determination of jet energy calibration and transverse momentum resolution in CMS journal November 2011
Measurements of the Higgs boson production and decay rates and coupling strengths using pp collision data at $$\sqrt{s}=7$$ s = 7 and 8 TeV in the ATLAS experiment journal January 2016
Performance of electron reconstruction and selection with the CMS detector in proton-proton collisions at √ s = 8 TeV journal June 2015
Confidence level computation for combining searches with small statistics journal September 1999
Parton distributions with LHC data journal February 2013
Top++: A program for the calculation of the top-pair cross-section at hadron colliders journal November 2014
Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC text January 2018
Observation of a new Boson at a mass of 125 gev with the cms Experiment at the lhc conference March 2015
Performance of photon reconstruction and identification with the CMS detector in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$= 8 TeV journal August 2015
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
Measurement of the top quark mass using proton-proton data at ( s ) = 7 and 8 TeV journal April 2016
The RooStats project
  • Moneta, Lorenzo; Cranmer, Kyle; Schott, Gregory
  • Proceedings of 13th International Workshop on Advanced Computing and Analysis Techniques in Physics Research — PoS(ACAT2010) https://doi.org/10.22323/1.093.0057
conference February 2011
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations text January 2014
Event generator tunes obtained from underlying event and multiparton scattering measurements journal March 2016
A Model of Leptons journal November 1967
Search for charged Higgs bosons: combined results using LEP data journal July 2013
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PYTHIA 6.4 physics and manual journal May 2006
Matching NLO QCD computations with Parton Shower simulations: the POWHEG method text January 2007
The anti-k_t jet clustering algorithm text January 2008
Uncertainties on alpha_S in global PDF analyses and implications for predicted hadronic cross sections text January 2009
Vector boson pair production at the LHC text January 2011
Parton distributions with LHC data text January 2012
HATHOR for single top-quark production: Updated predictions and uncertainty estimates for single top-quark production in hadronic collisions text January 2014
Phenomenology of models with more than two Higgs doublets text January 1994


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