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Title: Search for dark photons in decays of Higgs bosons produced in association with Z bosons in proton-proton collisions at s $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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A search is presented for a Higgs boson that is produced in association with a Z boson and that decays to an undetected particle together with an isolated photon. The search is performed by the CMS Collaboration at the Large Hadron Collider using a data set corresponding to an integrated luminosity of 137 fb$$^{-1}$$ recorded at a center-of-mass energy of 13 TeV. No significant excess of events above the expectation from the standard model background is found. The results are interpreted in the context of a theoretical model in which the undetected particle is a massless dark photon. An upper limit is set on the product of the cross section for associated Higgs and Z boson production and the branching fraction for such a Higgs boson decay, as a function of the Higgs boson mass. For a mass of 125 GeV, assuming the standard model production cross section, this corresponds to an observed (expected) upper limit on this branching fraction of 4.6 (3.6)% at 95% confidence level. These are the first limits on Higgs boson decays to final states that include an undetected massless dark photon.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States); Univ. of Colorado, Boulder, CO (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
The CMS collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359; SC0010005
OSTI ID:
1557450
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1600511
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-19-409-CMS; arXiv:1908.02699; CMS-EXO-19-007; CERN-EP-2019-159; oai:inspirehep.net:1748735
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2019, Issue 10; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer BerlinCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 9 works
Citation information provided by
Web of Science

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