Search for nonresonant Higgs boson pair production in the four leptons plus twob jets final state in proton-proton collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV

Author:

,Tumasyan A.,Adam W.,Andrejkovic J. W.,Bergauer T.,Chatterjee S.,Damanakis K.,Dragicevic M.,Escalante Del Valle A.,Hussain P. S.,Jeitler M.,Krammer N.,Lechner L.,Liko D.,Mikulec I.,Paulitsch P.,Pitters F. M.,Schieck J.,Schöfbeck R.,Schwarz D.,Templ S.,Waltenberger W.,Wulz C.-E.,Darwish M. R.,Janssen T.,Kello T.,Rejeb Sfar H.,Van Mechelen P.,Bols E. S.,D’Hondt J.,De Moor A.,Delcourt M.,El Faham H.,Lowette S.,Moortgat S.,Morton A.,Müller D.,Sahasransu A. R.,Tavernier S.,Van Doninck W.,Vannerom D.,Clerbaux B.,De Lentdecker G.,Favart L.,Hohov D.,Jaramillo J.,Lee K.,Mahdavikhorrami M.,Makarenko I.,Malara A.,Paredes S.,Pétré L.,Postiau N.,Starling E.,Thomas L.,Vanden Bemden M.,Vander Velde C.,Vanlaer P.,Dobur D.,Knolle J.,Lambrecht L.,Mestdach G.,Niedziela M.,Rendón C.,Roskas C.,Samalan A.,Skovpen K.,Tytgat M.,Van Den Bossche N.,Vermassen B.,Wezenbeek L.,Benecke A.,Bruno G.,Bury F.,Caputo C.,David P.,Delaere C.,Donertas I. S.,Giammanco A.,Jaffel K.,Jain Sa.,Lemaitre V.,Mondal K.,Prisciandaro J.,Taliercio A.,Tran T. T.,Vischia P.,Wertz S.,Alves G. A.,Coelho E.,Hensel C.,Moraes A.,Rebello Teles P.,Aldá Júnior W. L.,Alves Gallo Pereira M.,Barroso Ferreira Filho M.,Brandao Malbouisson H.,Carvalho W.,Chinellato J.,Da Costa E. M.,Da Silveira G. G.,De Jesus Damiao D.,Dos Santos Sousa V.,Fonseca De Souza S.,Martins J.,Mora Herrera C.,Mota Amarilo K.,Mundim L.,Nogima H.,Santoro A.,Silva Do Amaral S. M.,Sznajder A.,Thiel M.,Torres Da Silva De Araujo F.,Vilela Pereira A.,Bernardes C. A.,Calligaris L.,Fernandez Perez Tomei T. R.,Gregores E. M.,Mercadante P. G.,Novaes S. F.,Padula Sandra S.,Aleksandrov A.,Antchev G.,Hadjiiska R.,Iaydjiev P.,Misheva M.,Rodozov M.,Shopova M.,Sultanov G.,Dimitrov A.,Ivanov T.,Litov L.,Pavlov B.,Petkov P.,Petrov A.,Shumka E.,Thakur S.,Cheng T.,Javaid T.,Mittal M.,Yuan L.,Ahmad M.,Bauer G.,Hu Z.,Lezki S.,Yi K.,Chen G. M.,Chen H. S.,Chen M.,Iemmi F.,Jiang C. H.,Kapoor A.,Liao H.,Liu Z.-A.,Milosevic V.,Monti F.,Sharma R.,Tao J.,Thomas-Wilsker J.,Wang J.,Zhang H.,Zhao J.,Agapitos A.,An Y.,Ban Y.,Chen C.,Levin A.,Li C.,Li Q.,Lyu X.,Mao Y.,Qian S. J.,Sun X.,Wang D.,Xiao J.,Yang H.,Lu M.,You Z.,Gao X.,Leggat D.,Okawa H.,Zhang Y.,Lin Z.,Lu C.,Xiao M.,Avila C.,Barbosa Trujillo D. A.,Cabrera A.,Florez C.,Fraga J.,Mejia Guisao J.,Ramirez F.,Rodriguez M.,Ruiz Alvarez J. D.,Giljanovic D.,Godinovic N.,Lelas D.,Puljak I.,Antunovic Z.,Kovac M.,Sculac T.,Brigljevic V.,Chitroda B. K.,Ferencek D.,Majumder D.,Roguljic M.,Starodumov A.,Susa T.,Attikis A.,Christoforou K.,Kole G.,Kolosova M.,Konstantinou S.,Mousa J.,Nicolaou C.,Ptochos F.,Razis P. A.,Rykaczewski H.,Saka H.,Finger M.,Finger M.,Kveton A.,Ayala E.,Carrera Jarrin E.,Assran Y.,Elgammal S.,Mahmoud M. A.,Mohammed Y.,Bhowmik S.,Dewanjee R. K.,Ehataht K.,Kadastik M.,Lange T.,Nandan S.,Nielsen C.,Pata J.,Raidal M.,Tani L.,Veelken C.,Eerola P.,Kirschenmann H.,Osterberg K.,Voutilainen M.,Bharthuar S.,Brücken E.,Garcia F.,Havukainen J.,Kim M. S.,Kinnunen R.,Lampén T.,Lassila-Perini K.,Lehti S.,Lindén T.,Lotti M.,Martikainen L.,Myllymäki M.,Ott J.,Rantanen M. m.,Siikonen H.,Tuominen E.,Tuominiemi J.,Luukka P.,Petrow H.,Tuuva T.,Amendola C.,Besancon M.,Couderc F.,Dejardin M.,Denegri D.,Faure J. L.,Ferri F.,Ganjour S.,Gras P.,Hamel de Monchenault G.,Jarry P.,Lohezic V.,Malcles J.,Rander J.,Rosowsky A.,Sahin M. Ö.,Savoy-Navarro A.,Simkina P.,Titov M.,Baldenegro Barrera C.,Beaudette F.,Buchot Perraguin A.,Busson P.,Cappati A.,Charlot C.,Damas F.,Davignon O.,Diab B.,Falmagne G.,Fontana Santos Alves B. A.,Ghosh S.,Granier de Cassagnac R.,Hakimi A.,Harikrishnan B.,Liu G.,Motta J.,Nguyen M.,Ochando C.,Portales L.,Salerno R.,Sarkar U.,Sauvan J. 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B.,Milella G.,Mormile M.,Mussgiller A.,Nürnberg A.,Otarid Y.,Pérez Adán D.,Raspereza A.,Ribeiro Lopes B.,Rübenach J.,Saggio A.,Saibel A.,Savitskyi M.,Scham M.,Scheurer V.,Schnake S.,Schütze P.,Schwanenberger C.,Shchedrolosiev M.,Sosa Ricardo R. E.,Stafford D.,Tonon N.,Van De Klundert M.,Vazzoler F.,Ventura Barroso A.,Walsh R.,Walter D.,Wang Q.,Wen Y.,Wichmann K.,Wiens L.,Wissing C.,Wuchterl S.,Yang Y.,Zimermmane Castro Santos A.,Albrecht A.,Albrecht S.,Antonello M.,Bein S.,Benato L.,Bonanomi M.,Connor P.,De Leo K.,Eich M.,El Morabit K.,Feindt F.,Fröhlich A.,Garbers C.,Garutti E.,Hajheidari M.,Haller J.,Hinzmann A.,Jabusch H. R.,Kasieczka G.,Klanner R.,Korcari W.,Kramer T.,Kutzner V.,Lange J.,Lobanov A.,Matthies C.,Mehta A.,Moureaux L.,Mrowietz M.,Nigamova A.,Nissan Y.,Paasch A.,Pena Rodriguez K. 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G.,Barria P.,Campana M.,Cavallari F.,Del Re D.,Di Marco E.,Diemoz M.,Longo E.,Meridiani P.,Organtini G.,Pandolfi F.,Paramatti R.,Quaranta C.,Rahatlou S.,Rovelli C.,Santanastasio F.,Soffi L.,Tramontano R.,Amapane N.,Arcidiacono R.,Argiro S.,Arneodo M.,Bartosik N.,Bellan R.,Bellora A.,Biino C.,Cartiglia N.,Costa M.,Covarelli R.,Demaria N.,Grippo M.,Kiani B.,Legger F.,Mariotti C.,Maselli S.,Mecca A.,Migliore E.,Monteil E.,Monteno M.,Obertino M. M.,Ortona G.,Pacher L.,Pastrone N.,Pelliccioni M.,Ruspa M.,Shchelina K.,Siviero F.,Sola V.,Solano A.,Soldi D.,Staiano A.,Tornago M.,Trocino D.,Umoret G.,Vagnerini A.,Belforte S.,Candelise V.,Casarsa M.,Cossutti F.,Da Rold A.,Della Ricca G.,Sorrentino G.,Dogra S.,Huh C.,Kim B.,Kim D. H.,Kim G. N.,Kim J.,Lee J.,Lee S. W.,Moon C. S.,Oh Y. D.,Pak S. I.,Ryu M. S.,Sekmen S.,Yang Y. C.,Kim H.,Moon D. H.,Asilar E.,Kim T. J.,Park J.,Choi S.,Han S.,Hong B.,Lee K.,Lee K. S.,Lim J.,Park J.,Park S. K.,Yoo J.,Goh J.,Kim H. S.,Kim Y.,Lee S.,Almond J.,Bhyun J. H.,Choi J.,Jeon S.,Kim J.,Kim J. S.,Ko S.,Kwon H.,Lee H.,Lee S.,Oh B. H.,Oh S. B.,Seo H.,Yang U. K.,Yoon I.,Jang W.,Kang D. Y.,Kang Y.,Kim D.,Kim S.,Ko B.,Lee J. S. H.,Lee Y.,Merlin J. A.,Park I. C.,Roh Y.,Song D.,Watson I. J.,Yang S.,Ha S.,Yoo H. D.,Choi M.,Kim M. R.,Lee H.,Lee Y.,Lee Y.,Yu I.,Beyrouthy T.,Maghrbi Y.,Dreimanis K.,Seidel M.,Torims T.,Veckalns V.,Ambrozas M.,Carvalho Antunes De Oliveira A.,Juodagalvis A.,Rinkevicius A.,Tamulaitis G.,Bin Norjoharuddeen N.,Hoh S. Y.,Yusuff I.,Zolkapli Z.,Benitez J. F.,Castaneda Hernandez A.,Encinas Acosta H. A.,Gallegos Maríñez L. G.,León Coello M.,Murillo Quijada J. A.,Sehrawat A.,Valencia Palomo L.,Ayala G.,Castilla-Valdez H.,Heredia-De La Cruz I.,Lopez-Fernandez R.,Mondragon Herrera C. A.,Perez Navarro D. A.,Sánchez Hernández A.,Oropeza Barrera C.,Vazquez Valencia F.,Pedraza I.,Salazar Ibarguen H. A.,Uribe Estrada C.,Bubanja I.,Mijuskovic J.,Raicevic N.,Ahmad A.,Asghar M. I.,Awais A.,Awan M. I. M.,Gul M.,Hoorani H. R.,Khan W. A.,Shoaib M.,Waqas M.,Avati V.,Grzanka L.,Malawski M.,Bialkowska H.,Bluj M.,Boimska B.,Górski M.,Kazana M.,Szleper M.,Zalewski P.,Bunkowski K.,Doroba K.,Kalinowski A.,Konecki M.,Krolikowski J.,Araujo M.,Bargassa P.,Bastos D.,Boletti A.,Faccioli P.,Gallinaro M.,Hollar J.,Leonardo N.,Niknejad T.,Pisano M.,Seixas J.,Varela J.,Adzic P.,Dordevic M.,Milenovic P.,Milosevic J.,Aguilar-Benitez M.,Alcaraz Maestre J.,Álvarez Fernández A.,Barrio Luna M.,Bedoya Cristina F.,Carrillo Montoya C. A.,Cepeda M.,Cerrada M.,Colino N.,De La Cruz B.,Delgado Peris A.,Fernández Del Val D.,Fernández Ramos J. P.,Flix J.,Fouz M. C.,Gonzalez Lopez O.,Goy Lopez S.,Hernandez J. M.,Josa M. I.,León Holgado J.,Moran D.,Perez Dengra C.,Pérez-Calero Yzquierdo A.,Puerta Pelayo J.,Redondo I.,Redondo Ferrero D. D.,Romero L.,Sánchez Navas S.,Sastre J.,Urda Gómez L.,Vazquez Escobar J.,Willmott C.,de Trocóniz J. F.,Alvarez Gonzalez B.,Cuevas J.,Fernandez Menendez J.,Folgueras S.,Gonzalez Caballero I.,González Fernández J. R.,Palencia Cortezon E.,Ramón Álvarez C.,Rodríguez Bouza V.,Soto Rodríguez A.,Trapote A.,Vico Villalba C.,Brochero Cifuentes J. A.,Cabrillo I. J.,Calderon A.,Duarte Campderros J.,Fernandez M.,Fernandez Madrazo C.,García Alonso A.,Gomez G.,Lasaosa García C.,Martinez Rivero C.,Martinez Ruiz del Arbol P.,Matorras F.,Matorras Cuevas P.,Piedra Gomez J.,Prieels C.,Ruiz-Jimeno A.,Scodellaro L.,Vila I.,Vizan Garcia J. M.,Jayananda M. K.,Kailasapathy B.,Sonnadara D. U. J.,Wickramarathna D. D. C.,Dharmaratna W. G. D.,Liyanage K.,Perera N.,Wickramage N.,Abbaneo D.,Alimena J.,Auffray E.,Auzinger G.,Baechler J.,Baillon P.,Barney D.,Bendavid J.,Bianco M.,Bilin B.,Bocci A.,Brondolin E.,Caillol C.,Camporesi T.,Cerminara G.,Chernyavskaya N.,Chhibra S. S.,Choudhury S.,Cipriani M.,Cristella L.,d’Enterria D.,Dabrowski A.,David A.,De Roeck A.,Defranchis M. M.,Deile M.,Dobson M.,Dünser M.,Dupont N.,Elliott-Peisert A.,Fallavollita F.,Florent A.,Forthomme L.,Franzoni G.,Funk W.,Ghosh S.,Giani S.,Gigi D.,Gill K.,Glege F.,Gouskos L.,Govorkova E.,Haranko M.,Hegeman J.,Innocente V.,James T.,Janot P.,Kaspar J.,Kieseler J.,Kratochwil N.,Laurila S.,Lecoq P.,Leutgeb E.,Lintuluoto A.,Lourenço C.,Maier B.,Malgeri L.,Mannelli M.,Marini A. C.,Meijers F.,Mersi S.,Meschi E.,Moortgat F.,Mulders M.,Orfanelli S.,Orsini L.,Pantaleo F.,Perez E.,Peruzzi M.,Petrilli A.,Petrucciani G.,Pfeiffer A.,Pierini M.,Piparo D.,Pitt M.,Qu H.,Quast T.,Rabady D.,Racz A.,Reales Gutiérrez G.,Rovere M.,Sakulin H.,Salfeld-Nebgen J.,Scarfi S.,Selvaggi M.,Sharma A.,Silva P.,Sphicas P.,Stahl Leiton A. G.,Summers S.,Tatar K.,Tavolaro V. R.,Treille D.,Tropea P.,Tsirou A.,Wanczyk J.,Wozniak K. A.,Zeuner W. D.,Caminada L.,Ebrahimi A.,Erdmann W.,Horisberger R.,Ingram Q.,Kaestli H. C.,Kotlinski D.,Lange C.,Missiroli M.,Noehte L.,Rohe T.,Aarrestad T. 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F.,Anguiano J.,Baringer P.,Bean A.,Flowers Z.,Isidori T.,Khalil S.,King J.,Krintiras G.,Lazarovits M.,Le Mahieu C.,Lindsey C.,Marquez J.,Minafra N.,Murray M.,Nickel M.,Rogan C.,Royon C.,Salvatico R.,Sanders S.,Smith C.,Wang Q.,Williams J.,Wilson G.,Allmond B.,Duric S.,Ivanov A.,Kaadze K.,Kim D.,Maravin Y.,Mitchell T.,Modak A.,Nam K.,Roy D.,Rebassoo F.,Wright D.,Adams E.,Baden A.,Baron O.,Belloni A.,Bethani A.,Eno S. C.,Hadley N. J.,Jabeen S.,Kellogg R. G.,Koeth T.,Lai Y.,Lascio S.,Mignerey A. C.,Nabili S.,Palmer C.,Papageorgakis C.,Wang L.,Wong K.,Abercrombie D.,Busza W.,Cali I. A.,Chen Y.,D’Alfonso M.,Eysermans J.,Freer C.,Gomez-Ceballos G.,Goncharov M.,Harris P.,Hu M.,Kovalskyi D.,Krupa J.,Lee Y.-J.,Long K.,Mironov C.,Paus C.,Rankin D.,Roland C.,Roland G.,Shi Z.,Stephans G. S. F.,Wang J.,Wang Z.,Wyslouch B.,Chatterjee R. M.,Evans A.,Hiltbrand J.,Jain Sh.,Joshi B. M.,Kapsiak C.,Krohn M.,Kubota Y.,Mans J.,Revering M.,Rusack R.,Saradhy R.,Schroeder N.,Strobbe N.,Wadud M. A.,Cremaldi L. 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P.,Gershtein Y.,Halkiadakis E.,Hart A.,Heindl M.,Jaroslawski D.,Karacheban O.,Laflotte I.,Lath A.,Montalvo R.,Nash K.,Osherson M.,Salur S.,Schnetzer S.,Somalwar S.,Stone R.,Thayil S. A.,Thomas S.,Wang H.,Acharya H.,Delannoy A. G.,Fiorendi S.,Holmes T.,Nibigira E.,Spanier S.,Bouhali O.,Dalchenko M.,Delgado A.,Eusebi R.,Gilmore J.,Huang T.,Kamon T.,Kim H.,Luo S.,Malhotra S.,Mueller R.,Overton D.,Rathjens D.,Safonov A.,Akchurin N.,Damgov J.,Hegde V.,Lamichhane K.,Lee S. W.,Mengke T.,Muthumuni S.,Peltola T.,Volobouev I.,Wang Z.,Whitbeck A.,Appelt E.,Greene S.,Gurrola A.,Johns W.,Melo A.,Romeo F.,Sheldon P.,Tuo S.,Velkovska J.,Viinikainen J.,Cardwell B.,Cox B.,Cummings G.,Hakala J.,Hirosky R.,Joyce M.,Ledovskoy A.,Li A.,Neu C.,Perez Lara C. E.,Tannenwald B.,Karchin P. E.,Poudyal N.,Banerjee S.,Black K.,Bose T.,Dasu S.,De Bruyn I.,Everaerts P.,Galloni C.,He H.,Herndon M.,Herve A.,Koraka C. 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S.,Zarubin A.,Zhizhin I.,Zhokin A.

Abstract

Abstract The first search for nonresonant production of Higgs boson pairs (HH) with one H decaying into four leptons and the other into a pair of b quarks is presented, using proton-proton collisions recorded at a center-of-mass energy of $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV by the CMS experiment. The analyzed data correspond to an integrated luminosity of 138 fb1. A 95% confidence level upper limit of 32.4 is set on the signal strength modifier μ, defined as the ratio of the observed HH production rate in the $$ \textrm{HH}\to {\textrm{ZZ}}^{\ast}\textrm{b}\overline{\textrm{b}}\to 4\ell \textrm{b}\overline{\textrm{b}} $$ HH ZZ b b ¯ 4 b b ¯ decay channel to the standard model (SM) expectation. Possible modifications of the H trilinear coupling λHHH with respect to the SM value are investigated. The coupling modifier κλ, defined as λHHH divided by its SM prediction, is constrained to be within the observed (expected) range 8.8 (9.8) < κλ< 13.4 (15.0) at 95% confidence level.

Publisher

Springer Science and Business Media LLC

Subject

Nuclear and High Energy Physics

Reference72 articles.

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