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Search for new resonances decaying to pairs of merged diphotons in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

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2024

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Report No.: CERN-EP-2024-101; CMS-EXO-22-022; arXiv:2405.00834

Abstract: A search is presented for an extended Higgs sector with two new particles, X and $\phi$, in the process X $\to$$\phi\phi$$\to$$(\gamma\gamma)(\gamma\gamma)$. Novel neural networks classify events with diphotons that are merged and determine the diphoton masses. The search uses LHC proton-proton collision data at $\sqrt{s}$ = 13 TeV collected with the CMS detector, corresponding to an integrated luminosity of 138 fb$^{-1}$. No evidence of such resonances is seen. Upper limits are set on the production cross section versus the resonance masses, representing the most sensitive search in this channel.

Keyword(s): p p, scattering ; resonance, mass ; TeV ; two-photon ; new particle ; CERN LHC Coll ; CMS ; neural network


Note: Submitted to Physical Review Letters. All figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/EXO-22-022 (CMS Public Pages). This version corrects the CERN preprint number

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)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2024
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Search for new resonances decaying to pairs of merged diphotons in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV
Physical review letters 134(4), 041801 () [10.1103/PhysRevLett.134.041801]  GO OpenAccess  Download fulltext Files  Download fulltextFulltext Download fulltextFulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS


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