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Title: 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

This paper presents a dedicated search for exotic decays of the Higgs boson to a pair of new spin-zero particles, H→ aa, where the particle a decays to b-quarks and has a mass in the range of 20–60 GeV. The search is performed in events where the Higgs boson is produced in association with a W boson, giving rise to a signature of a lepton (electron or muon), missing transverse momentum, and multiple jets from b-quark decays. The analysis is based on the full dataset of pp collisions at $$\sqrt{s}$$=13 TeV recorded in 2015 by the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider, corresponding to an integrated luminosity of 3.2 fb -1. No significant excess of events above the Standard Model prediction is observed, and a 95% confidence-level upper limit is derived for the product of the production cross section for pp→ WH times the branching ratio for the decay H→ aa→ 4 b. The upper limit ranges from 6.2 pb for an a-boson mass m a= 20 GeV to 1.5 pb for m a=60 GeV.
Authors:
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Publication Date:
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; AC02-76SF00515
Type:
Accepted Manuscript
Journal Name:
European Physical Journal. C, Particles and Fields
Additional Journal Information:
Journal Volume: 76; Journal Issue: 11; Journal ID: ISSN 1434-6044
Publisher:
Springer
Research Org:
Lawrence Berkeley National Lab. (LBNL), Berkeley, CA (United States); SLAC National Accelerator Lab., Menlo Park, CA (United States)
Sponsoring Org:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP) (SC-25)
Contributing Orgs:
ATLAS Collaboration
Country of Publication:
United States
Language:
English
Subject:
72 PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS
OSTI Identifier:
1377568
Alternate Identifier(s):
OSTI ID: 1389577