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Journal Article PUBDB-2023-05326
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Search for the exotic decay of the Higgs boson into two light pseudoscalars with four photons in the final state in proton-proton collisions at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV

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2023
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 07(7), 148 () [10.1007/JHEP07(2023)148]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2022-095; CMS-HIG-21-003; arXiv:2208.01469

Abstract: A search for the exotic decay of the Higgs boson to a pair of light pseudoscalars, each of which subsequently decays into a pair of photons, is presented. The search uses data from proton-proton collisions at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV recorded with the CMS detector at the LHC that corresponds to an integrated luminosity of 132 fb$^{−1}$. The analysis probes pseudoscalar bosons with masses in the range 15–62 GeV, coming from the Higgs boson decay, which leads to four well-isolated photons in the final state. No significant deviation from the background-only hypothesis is observed. Upper limits are set on the product of the Higgs boson production cross section and branching fraction into four photons. The observed (expected) limits range from 0.80 (1.00) fb for a pseudoscalar boson mass of 15 GeV to 0.26 (0.24) fb for a mass of 62 GeV at 95% confidence level.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): p p: colliding beams ; decay: exotic ; p p: scattering ; boson: mass ; Higgs particle: hadroproduction ; Higgs particle: decay modes ; Higgs particle: rare decay ; photon ; mass: pseudoscalar ; Higgs particle: branching ratio ; channel cross section: branching ratio: upper limit ; mass dependence ; CERN LHC Coll ; CMS ; experimental results ; 13000 GeV-cms ; Hadron-Hadron Scattering ; Higgs Physics

Classification:
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. HIDSS-0002 - DASHH: Data Science in Hamburg - Helmholtz Graduate School for the Structure of Matter (2019_IVF-HIDSS-0002) (2019_IVF-HIDSS-0002)
  3. DFG project 390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2023
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; SCOAP3 OpenAccess ; DOAJ ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; DOAJ Seal ; Ebsco Academic Search ; IF >= 5 ; JCR ; National-Konsortium ; SCOPUS ; Web of Science Core Collection
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