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Title: Search for pair production of Higgs bosons in the $$b\overline{b}b\overline{b}$$ final state using proton-proton collisions at $$\sqrt{s}=13$$ TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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A search for Higgs boson pair production in the $$ b\overline{b}b\overline{b} $$ final state is carried out with up to 36.1 fb-1 of LHC proton-proton collision data collected at $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector in 2015 and 2016. Three benchmark signals are studied: a spin-2 graviton decaying into a Higgs boson pair, a scalar resonance decaying into a Higgs boson pair, and Standard Model non-resonant Higgs boson pair production. Two analyses are carried out, each implementing a particular technique for the event reconstruction that targets Higgs bosons reconstructed as pairs of jets or single boosted jets. The resonance mass range covered is 260–3000 GeV. The analyses are statistically combined and upper limits on the production cross section of Higgs boson pairs times branching ratio to $$ b\overline{b}b\overline{b} $$ are set in each model. No significant excess is observed; the largest deviation of data over prediction is found at a mass of 280 GeV, corresponding to 2.3 standard deviations globally. The observed 95% confidence level upper limit on the non-resonant production is 13 times the Standard Model prediction.

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States). National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC); Harvard Univ., Cambridge, MA (United States); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States); Univ. of Massachusetts, Amherst, MA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
The ATLAS collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-76SF00515; SC0007881; SC0012704; AC02-05CH11231; SC0010004
OSTI ID:
1528985
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1493344; OSTI ID: 1499521; OSTI ID: 1550852; OSTI ID: 1595365; OSTI ID: 1735595; OSTI ID: 1769372
Report Number(s):
BNL-211236-2019-JACI
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: 69 works
Citation information provided by
Web of Science

References (58)

Search for Higgs boson pair production in the $$b\bar{b}b\bar{b}$$ b b ¯ b b ¯ final state from pp collisions at $$\sqrt{s} = 8$$ s = 8 TeVwith the ATLAS detector journal September 2015
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Neutral Higgs boson pair production at hadron colliders: QCD corrections text January 1998
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Search for pair production of Higgs bosons in the b b ¯ b b ¯ final state using proton-proton collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector journal September 2016
The EvtGen particle decay simulation package journal April 2001
Search for Higgs Boson Pair Production in the γ γ b b ¯ Final State Using p p Collision Data at s = 8 TeV from the ATLAS Detector journal February 2015
A general framework for implementing NLO calculations in shower Monte Carlo programs: the POWHEG BOX journal June 2010
Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC journal September 2012
Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC journal September 2012
Performance of the ATLAS trigger system in 2015 journal May 2017
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
Topological cell clustering in the ATLAS calorimeters and its performance in LHC Run 1 journal July 2017
Jet energy scale measurements and their systematic uncertainties in proton-proton collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector journal October 2017
Search for two Higgs bosons in final states containing two photons and two bottom quarks in proton-proton collisions at 8 TeV journal September 2016
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Luminosity determination in pp collisions at $$\sqrt{s}$$ s = 8 TeV using the ATLAS detector at the LHC journal November 2016
Performance of the ATLAS Trigger System in 2015 text January 2016
Searching for the Kaluza-Klein graviton in bulk RS models journal September 2007
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Cited By (4)

Combination of Searches for Higgs Boson Pair Production in Proton-Proton Collisions at s = 13 TeV journal March 2019
Gravitational waves from first-order phase transition in a simple axion-like particle model journal November 2019
Probing pseudo-Goldstone dark matter at the LHC journal July 2019
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