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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for light pseudoscalar boson pairs produced from decays of the 125 GeV Higgs boson in final states with two muons and two nearby tracks in pp collisions at s = 13 TeV

Journal Article · · Physics Letters. B
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A search is presented for pairs of light pseudoscalar bosons, in the mass range from 4 to 15 GeV, produced from decays of the 125 GeV Higgs boson. The decay modes considered are final states that arise when one of the pseudoscalars decays to a pair of tau leptons, and the other one either into a pair of tau leptons or muons. The search is based on proton-proton collisions collected by the CMS experiment in 2016 at a center-of-mass energy of 13 TeV that correspond to an integrated luminosity of 35.9 fb-1 . The 2$$μ$$2$$τ$$ and 4$$τ$$ channels are used in combination to constrain the product of the Higgs boson production cross section and the branching fraction into 4$$τ$$ final state, $σB$ , exploiting the linear dependence of the fermionic coupling strength of pseudoscalar bosons on the fermion mass. No significant excess is observed beyond the expectation from the standard model. The observed and expected upper limits at 95% confidence level on $σB$ , relative to the standard model Higgs boson production cross section, are set respectively between 0.022 and 0.23 and between 0.027 and 0.19 in the mass range probed by the analysis.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States); Princeton Univ., NJ (United States); Univ. of Colorado, Boulder, CO (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359; SC0007968; SC0010005; AC02-05CH11231
OSTI ID:
1574040
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1557459; OSTI ID: 1600960; OSTI ID: 1603594
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-19-420-CMS; arXiv:1907.07235; CMS-HIG-18-006; CERN-EP-2019-105; S0370269319308093; 135087; PII: S0370269319308093
Journal Information:
Physics Letters. B, Journal Name: Physics Letters. B Vol. 800 Journal Issue: C; ISSN 0370-2693
Publisher:
ElsevierCopyright Statement
Country of Publication:
Netherlands
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 23 works
Citation information provided by
Web of Science

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Gauge models with spontaneously broken local supersymmetry journal December 1982
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Search for an exotic decay of the Higgs boson to a pair of light pseudoscalars in the final state with two b quarks and two τ leptons in proton–proton collisions at s = 13 TeV journal October 2018
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
Search for the Higgs boson produced in association with a W boson and decaying to four b-quarks via two spin-zero particles in pp collisions at 13 TeV with the ATLAS detector journal November 2016
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Search for an exotic decay of the Higgs boson to a pair of light pseudoscalars in the final state with two muons and two b quarks in pp collisions at 13 TeV journal August 2019
A search for pair production of new light bosons decaying into muons journal January 2016
A search for pair production of new light bosons decaying into muons in proton-proton collisions at 13  TeV journal September 2019
Weak interaction breakdown induced by supergravity journal January 1983
Event generator tunes obtained from underlying event and multiparton scattering measurements journal March 2016
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