Journal Article PUBDB-2021-03429

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Search for doubly and singly charged Higgs bosons decaying into vector bosons in multi-lepton final states with the ATLAS detector using proton-proton collisions at $\sqrt{\mathrm{s}}$ = 13 TeV

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2021
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 2021(6), 146 (1-53) () [10.1007/JHEP06(2021)146]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2020-240; arXiv:2101.11961

Abstract: A search for charged Higgs bosons decaying into W$^±$W$^±$ or W$^±$Z bosons is performed, involving experimental signatures with two leptons of the same charge, or three or four leptons with a variety of charge combinations, missing transverse momentum and jets. A data sample of proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider between 2015 and 2018 is used. The data correspond to a total integrated luminosity of 139 fb$^{−1}$. The search is guided by a type-II seesaw model that extends the scalar sector of the Standard Model with a scalar triplet, leading to a phenomenology that includes doubly and singly charged Higgs bosons. Two scenarios are explored, corresponding to the pair production of doubly charged H$^±$$^±$ bosons, or the associated production of a doubly charged H$^±$$^±$ boson and a singly charged H$^±$ boson. No significant deviations from the Standard Model predictions are observed. H$^±$$^±$ bosons are excluded at 95% confidence level up to 350 GeV and 230 GeV for the pair and associated production modes, respectively.

Keyword(s): p p: colliding beams ; Higgs particle: pair production ; Higgs particle: associated production ; Higgs particle: charged particle ; charge: 2 ; p p: scattering ; Higgs particle: decay modes ; W: pair production ; vector boson: pair production ; triplet: scalar ; Higgs particle: triplet ; transverse momentum: missing-energy ; Z0: associated production ; lepton: multiplicity ; final state: ((n)jet dilepton) ; final state: ((n)jet 3lepton) ; final state: ((n)jet 4lepton) ; ATLAS ; CERN LHC Coll ; seesaw model ; signature ; channel cross section: upper limit ; Higgs particle: mass: lower limit ; experimental results ; 13000 GeV-cms

Classification:

Note: JHEP 06 (2021) 146. 51 pages in total, author list starting page 36, 9 figures, 8 tables, submitted to JHEP. All figures including auxiliary figures are available at https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/HDBS-2019-06/

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2021
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