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Office of Scientific and Technical Information

Title: Analysis of the CP structure of the Yukawa coupling between the Higgs boson and τ leptons in proton-proton collisions at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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The first measurement of the CP structure of the Yukawa coupling between the Higgs boson and τ leptons is presented. The measurement is based on data collected in proton-proton collisions at s√ = 13 TeV by the CMS detector at the LHC, corresponding to an integrated luminosity of 137 fb-1. Our analysis uses the angular correlation between the decay planes of τ leptons produced in Higgs boson decays. The effective mixing angle between CP-even and CP-odd τ Yukawa couplings is found to be -1 ± 19°, compared to an expected value of 0 ± 21° at the 68.3% confidence level. The data disfavour the pure CP-odd scenario at 3.0 standard deviations. The results are compatible with predictions for the standard model Higgs boson.

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:
1831827
Report Number(s):
CERN-EP-2021-189; CMS-HIG-20-006; FERMILAB-PUB-21-522-CMS; arXiv:2110.04836; oai:inspirehep.net:1940967
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Journal Name: Journal of High Energy Physics (Online) Journal Issue: 6 Vol. 2022; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (60)

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How to pin down the C P quantum numbers of a Higgs boson in its τ decays at the LHC journal December 2011
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Constraining anomalous Higgs boson couplings to the heavy-flavor fermions using matrix element techniques journal September 2016
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FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
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Parton distributions from high-precision collider data: NNPDF Collaboration journal October 2017
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XGBoost: A Scalable Tree Boosting System conference January 2016
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Constraints on anomalous Higgs boson couplings to vector bosons and fermions in its production and decay using the four-lepton final state collection January 2021
Constraints on anomalous Higgs boson couplings using production and decay information in the four-lepton final state collection January 2018
Monte Carlo, fitting and Machine Learning for Tau leptons journal January 2019