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Journal Article PUBDB-2025-00891
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Search for resonant pair production of Higgs bosons in the $ \textrm{b}\overline{\textrm{b}}\textrm{b}\overline{\textrm{b}} $ final state using large-area jets in proton-proton collisions at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV

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2025
Springer Heidelberg

Journal of high energy physics 02(2), 040 () [10.1007/JHEP02(2025)040]
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Report No.: CERN-EP-2024-030; CMS-B2G-20-004; arXiv:2407.13872

Abstract: A search is presented for the resonant production of a pair of standard model-like Higgs bosons using data from proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV, collected by the CMS experiment at the CERN LHC in 2016–2018, corresponding to an integrated luminosity of 138 fb$^{−1}$. The final state consists of two b quark-antiquark pairs. The search is conducted in the region of phase space where at least one of the pairs is highly Lorentz-boosted and is reconstructed as a single large-area jet. The other pair may be either similarly merged or resolved, the latter reconstructed using two b-tagged jets. The data are found to be consistent with standard model processes and are interpreted as 95% confidence level upper limits on the product of the cross sections and the branching fractions of the spin-0 radion and the spin-2 bulk graviton that arise in warped extradimensional models. The limits set are in the range 9.74–0.29 fb and 4.94–0.19 fb for a narrow radion and a graviton, respectively, with masses between 1 and 3 TeV. For a radion and for a bulk graviton with widths 10% of their masses, the limits are in the range 12.5–0.35 fb and 8.23–0.23 fb, respectively, for the same masses. These limits result in the exclusion of a narrow-width graviton with a mass below 1.2 TeV, and of narrow and 10%-width radions with masses below 2.6, and 2.9 TeV, respectively.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): Beyond Standard Model ; Hadron-Hadron Scattering ; Higgs Physics ; Jets

Classification:
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. DFG project G:(GEPRIS)390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
  3. 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 2025
Database coverage:
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