Journal Article PUBDB-2025-01213

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Search for a light CP-odd Higgs boson decaying into a pair of τ-leptons in proton-proton collisions at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV with the ATLAS detector

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2024
Springer Heidelberg

Journal of high energy physics 12(12), 126 () [10.1007/JHEP12(2024)126]
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Report No.: CERN-EP-2024-235; arXiv:2409.20381

Abstract: This paper reports a search for a light CP-odd scalar resonance with a mass of 20 GeV to 90 GeV in 13 TeV proton-proton collision data with an integrated luminosity of 140 fb$^{−1}$ collected with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The analysis assumes the resonance is produced via gluon-gluon fusion and decays into a τ$^{+}$τ$^{−}$ pair which subsequently decays into a fully leptonic $ {\mu}^{+}{\nu}_{\mu }{\overline{\nu}}_{\tau }{e}^{-}{\overline{\nu}}_e{\nu}_{\tau } $ or $ {e}^{+}{\nu}_e{\overline{\nu}}_{\tau }{\mu}^{-}{\overline{\nu}}_{\mu }{\nu}_{\tau } $ final state. No significant excess of events above the predicted Standard Model background is observed. The results are interpreted within a flavour-aligned two-Higgs-doublet model, and a model-independent cross-section interpretation is also given. Upper limits at 95% confidence level between 3.0 pb and 68 pb are set on the cross-section for producing a CP-odd Higgs boson that decays into a τ$^{+}$τ$^{−}$ pair.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): p p, scattering ; resonance, scalar ; gluon gluon, fusion ; GeV ; ATLAS ; Higgs particle ; TeV ; CERN LHC Coll ; background ; Hadron-Hadron Scattering ; Higgs Physics

Classification:

Note: 52 pages in total, author list starting page 35, 8 figures, 5 tables, published by JHEP. All figures including auxiliary figures are available at https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/HDBS-2021-08/

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. DFG project G:(GEPRIS)469666862 - Präzisionstests des Standardmodells unter der Verwendung von geboosteten W/Z-Bosonen am Large Hadron Collider (469666862) (469666862)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2024
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