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Title: 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 Article · · Physical Review D
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A search for Higgs-boson pair production in the b$$\bar{b}$$ b $$\bar{b}$$ final state is carried out with 3.2 fb -1 of proton-proton collision data collected at √ s = 13 TeV with the ATLAS detector. The data are consistent with the estimated background and are used to set upper limits on the production cross section of Higgs-boson pairs times branching ratio to b$$\bar{b}$$ b $$\bar{b}$$ for both nonresonant and resonant production. In the case of resonant production of Kaluza-Klein gravitons within the Randall-Sundrum model, upper limits in the 24 to 91 fb range are obtained for masses between 600 and 3000 GeV, at the 95% confidence level. The production cross section times branching ratio for nonresonant Higgs-boson pairs is also constrained to be less than 1.22 pb, at the 95% confidence level.

Research Organization:
Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States). Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF); Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
DOE Contract Number:
SC00112704
OSTI ID:
1341714
Report Number(s):
BNL-113500-2017-JA; KA1101021
Journal Information:
Physical Review D, Vol. 94, Issue 5; ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical Society (APS)
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (45)

Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC journal September 2012
Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC journal September 2012
Warped gravitons at the CERN LHC and beyond journal August 2007
Searching for the Kaluza-Klein graviton in bulk RS models journal September 2007
Theory and phenomenology of two-Higgs-doublet models journal July 2012
Enhanced di-Higgs production through light colored scalars journal November 2012
Composite Higgs boson pair production at the LHC journal June 2011
Anomalous couplings in double Higgs production journal August 2012
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
Search for resonant pair production of Higgs bosons decaying to two bottom quark–antiquark pairs in proton–proton collisions at 8 TeV journal October 2015
Searches for Higgs boson pair production in the h h b b τ τ , γ γ W W * , γ γ b b , b b b b channels with the ATLAS detector journal November 2015
Searches for a heavy scalar boson H decaying to a pair of 125 GeV Higgs bosons hh or for a heavy pseudoscalar boson A decaying to Zh, in the final states with h →ττ journal April 2016
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
The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider journal August 2008
Improved luminosity determination in pp collisions at $\sqrt {s} = 7\ \mathrm{TeV}$ using the ATLAS detector at the LHC journal August 2013
Performance of b -jet identification in the ATLAS experiment journal January 2016
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
Parton distributions with LHC data journal February 2013
A brief introduction to PYTHIA 8.1 journal June 2008
New parton distributions for collider physics journal October 2010
Herwig++ physics and manual journal November 2008
Implications of CTEQ global analysis for collider observables journal July 2008
Colour reconnections in Herwig++ journal November 2012
Neutral Higgs-boson pair production at hadron colliders: QCD corrections journal November 1998
Pair production of neutral Higgs particles in gluon-gluon collisions journal November 1996
Erratum to “Pair production of neutral Higgs particles in gluon-gluon collisions” [Nucl. Phys. B 479 (1996) 46] journal October 1998
PYTHIA 6.4 physics and manual journal May 2006
Tuning Monte Carlo generators: The Perugia tunes journal October 2010
Top++: A program for the calculation of the top-pair cross-section at hadron colliders journal November 2014
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Jet energy measurement with the ATLAS detector in proton-proton collisions at $\sqrt{\mathrm{s}}=7\ \mathrm{TeV}$ journal March 2013
Jet trimming journal February 2010
Successive combination jet algorithm for hadron collisions journal October 1993
Pileup subtraction using jet areas journal January 2008
Muon reconstruction performance of the ATLAS detector in proton–proton collision data at $$\sqrt{s}$$ s =13 TeV journal May 2016
Jet energy measurement and its systematic uncertainty in proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=7$$ s = 7  TeV with the ATLAS detector journal January 2015
Identification of boosted, hadronically decaying W bosons and comparisons with ATLAS data taken at $$\sqrt{s} = 8$$ s = 8  TeV journal March 2016
Search for strong gravity in multijet final states produced in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV using the ATLAS detector at the LHC journal March 2016
Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal February 2011
Erratum to: Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal July 2013
Trial factors for the look elsewhere effect in high energy physics journal October 2010
Presentation of search results: the CL s technique journal September 2002

Cited By (10)

Higgs boson pair productions in the Georgi-Machacek model at the LHC journal March 2017
Analytical Method for Next-to-Leading-Order QCD Corrections to Double-Higgs Production journal October 2018
B-meson anomalies and Higgs physics in flavored $$U(1)'$$ U ( 1 ) ′ model journal April 2018
Current status of MSSM Higgs sector with LHC 13 TeV data journal April 2019
Search for resonant pair production of Higgs bosons decaying to bottom quark-antiquark pairs in proton-proton collisions at 13 TeV text January 2018
Probing the electroweak phase transition via enhanced di-Higgs boson production text January 2018
Search for pair production of Higgsinos in final states with at least three b -tagged jets in s =13 TeV pp collisions using the ATLAS detector text January 2018
Search for resonant pair production of Higgs bosons decaying to bottom quark-antiquark pairs in proton-proton collisions at 13 TeV text January 2018
Full top quark mass dependence in Higgs boson pair production at NLO text January 2016
Search for resonant pair production of Higgs bosons decaying to bottom quark-antiquark pairs in proton-proton collisions at 13 TeV text January 2018