Preprint/Report PUBDB-2017-13355

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Search for doubly charged Higgs boson production in multi-lepton final states with the ATLAS detector using proton–proton collisions at $\sqrt{s}=13\,\text {TeV}$

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2017

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Report No.: CERN-EP-2017-198; arXiv:1710.09748

Abstract: A search for doubly charged Higgs bosons with pairs of prompt, isolated, highly energetic leptons with the same electric charge is presented. The search uses a proton-proton collision data sample at a centre-of-mass energy of 13 TeV corresponding to 36.1 $\mathrm{fb}^{-1}$ of integrated luminosity recorded in 2015 and 2016 by the ATLAS detector at the LHC. This analysis focuses on the decays $H^{\pm\pm}\rightarrow e^{\pm}e^{\pm}$, $H^{\pm\pm}\rightarrow e^{\pm}\mu^{\pm}$ and $H^{\pm\pm}\rightarrow \mu^{\pm}\mu^{\pm}$, fitting the dilepton mass spectra in several exclusive signal regions. No significant evidence of a signal is observed and corresponding limits on the production cross-section are derived at 95% confidence level. The observed lower limit on the mass of a doubly charged Higgs boson only coupling to left-handed leptons ($e$,$\mu$) varies from 770 GeV to 870 GeV (850 GeV expected) for $B(H^{\pm\pm}\rightarrow \ell^{\pm}\ell^{\pm})$ = 100% and both the expected and observed mass limits are above 450 GeV for $B(H^{\pm\pm}\rightarrow \ell^{\pm}\ell^{\pm})$ = 10% and any combination of partial branching ratios.

Keyword(s): p p: colliding beams ; Higgs particle: charged particle ; charge: 2 ; p p: scattering ; Higgs particle: pair production ; Higgs particle: leptonic decay ; dilepton: mass spectrum ; lepton: left-handed ; charge: electric ; ATLAS ; Higgs particle: branching ratio ; CERN LHC Coll ; Higgs particle: mass: lower limit ; statistical analysis ; experimental results ; 13000 GeV-cms


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

Appears in the scientific report 2017
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