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Study of the spin and parity of the Higgs boson in diboson decays with the ATLAS detector

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2015

 GO

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Report No.: CERN-PH-EP-2015-114; arXiv:1506.05669

Abstract: Studies of the spin, parity and tensor couplings of the Higgs boson in the $H\rightarrow ZZ^*\rightarrow 4\ell$, $H\rightarrow WW^* \rightarrow e\nu\mu\nu$ and $H\rightarrow \gamma \gamma$ decay processes at the LHC are presented. The investigations are based on $25$ fb$^{-1}$ of $pp$ collision data collected by the ATLAS experiment at $\sqrt{ s} = 7$ TeV and $\sqrt{ s }= 8$ TeV. The Standard Model (SM) Higgs boson hypothesis, corresponding to the quantum numbers $J ^P=0^+$, is tested against several alternative spin scenarios, including non-SM spin-0 and spin-2 models with universal and non-universal couplings to fermions and vector bosons. All tested alternative models are excluded in favour of the SM Higgs boson hypothesis at more than 99.9% confidence level. Using the $H\rightarrow ZZ^*\rightarrow 4\ell$ and $H\rightarrow WW^* \rightarrow e\nu\mu\nu$ decays, the tensor structure of the $HVV$ interaction in the spin-0 hypothesis is also investigated. The observed distributions of variables sensitive to the non-SM tensor couplings are compatible with the SM predictions and constraints on the non-SM couplings are derived.

Keyword(s): coupling: tensor ; Higgs particle: coupling ; Higgs particle: parity ; spin ; ATLAS ; quantum number ; CERN LHC Coll ; vector boson ; structure


Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

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