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Title: Search for heavy resonances decaying into two Higgs bosons or into a Higgs boson and a W or Z boson in proton-proton collisions at 13 TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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A search is presented for massive narrow resonances decaying either into two Higgs bosons, or into a Higgs boson and a W or Z boson. The decay channels considered are HH$$\to \mathrm{b\overline{b}}\tau^{+}\tau^{-}$$ and VH$$ \to \mathrm{q\overline{q}}\tau^{+}\tau^{-}$$, where H denotes the Higgs boson, and V denotes the W or Z boson. This analysis is based on a data sample of proton-proton collisions collected at a center-of-mass energy of 13 TeV by the CMS Collaboration, corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb$$^{-1}$$. For the TeV-scale mass resonances considered, substructure techniques provide ways to differentiate among the hadronization products from vector boson decays to quarks, Higgs boson decays to bottom quarks, and quark- or gluon-induced jets. Reconstruction techniques are used that have been specifically optimized to select events in which the tau lepton pair is highly boosted. The observed data are consistent with standard model expectations and upper limits are set at 95% confidence level on the product of cross section and branching fraction for resonance masses between 0.9 and 4.0 TeV. Exclusion limits are set in the context of bulk radion and graviton models: spin-0 radion resonances are excluded below a mass of 2.7 TeV at 95% confidence level. In the spin-1 heavy vector triplet framework, mass-degenerate W' and Z' resonances with dominant couplings to the standard model gauge bosons are excluded below a mass of 2.8 TeV at 95% confidence level. As a result, there are the first limits for these decay channels at $$\sqrt{s}=$$ 13 TeV.

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:
1475060
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-18-536-CMS; arXiv:1808.01365; CMS-B2G-17-006; CERN-EP-2018-182; 1685235
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2019, Issue 1; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer BerlinCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 22 works
Citation information provided by
Web of Science

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