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Title: Searches for additional Higgs bosons and for vector leptoquarks in $ττ$ final states in proton-proton collisions at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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Three searches are presented for signatures of physics beyond the standard model (SM) in $ττ$ final states in proton-proton collisions at the LHC, using a data sample collected with the CMS detector at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 138 fb-1. Upper limits at 95% confidence level (CL) are set on the products of the branching fraction for the decay into $$τ$$ leptons and the cross sections for the production of a new boson $$\phi$$, in addition to the H(125) boson, via gluon fusion (gg$$\phi$$) or in association with b quarks, ranging from $$\mathcal{O}$$(10 pb) for a mass of 60 GeV to 0.3 fb for a mass of 3.5 TeV each. The data reveal two excesses for gg$$\phi$$ production with local $$p$$-values equivalent to about three standard deviations at m$$\phi$$ = 0.1 and 1.2 TeV. In a search for $$t$$-channel exchange of a vector leptoquark U1, 95% CL upper limits are set on the dimensionless U1 leptoquark coupling to quarks and $$τ$$ leptons ranging from 1 for a mass of 1 TeV to 6 for a mass of 5 TeV, depending on the scenario. In the interpretations of the $$M^{125}_{h}$$ and $$M^{125}_{h,EFT}$$ minimal supersymmetric SM benchmark scenarios, additional Higgs bosons with masses below 350 GeV are excluded at 95% CL.

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:
2217151
Report Number(s):
CMS-HIG-21-001; CERN-EP-2022-137; FERMILAB-PUB-23-718-CMS; arXiv:2208.02717; oai:inspirehep.net:2132368
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2023, Issue 7; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

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Reconciling EFT and hybrid calculations of the light MSSM Higgs-boson mass journal January 2018
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On the generalized harmonic polylogarithms of one complex variable journal June 2011
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Higgs radiation off bottom quarks at the Fermilab Tevatron and the CERN LHC journal October 2004
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Higgs Boson Production in Bottom-Quark Fusion to Third Order in the Strong Coupling journal July 2020
Higgs production in bottom-quark fusion in a matched scheme journal December 2015
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