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Simultaneous Probe of the Charm and Bottom Quark Yukawa Couplings Using tt¯H Events

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2026
APS College Park, Md.

Physical review letters 136(1), 011801 () [10.1103/9nwb-splk]
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Report No.: CERN-EP-2025-202; CMS-HIG-24-018; arXiv:2509.22535

Abstract: A search for the standard model Higgs boson decaying to a charm quark-antiquark pair, H→cc¯, produced in association with a top quark-antiquark pair (tt¯H) is presented. The search is performed with data from proton-proton collisions at s=13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 138 fb-1. Advanced machine learning techniques are employed for jet flavor identification and event classification. The Higgs boson decay to a bottom quark-antiquark pair is measured simultaneously and the observed tt¯H(H→bb¯) event rate relative to the standard model expectation is 0.91-0.22+0.26. The observed (expected) upper limit on the product of production cross section and branching fraction σ(tt¯H)B(H→cc¯) is 0.11 (0.13) pb at 95% confidence level, corresponding to 7.8 (8.7) times the standard model prediction. When combined with the previous search for H→cc¯ via associated production with a W or Z boson, the observed (expected) 95% confidence interval on the Higgs-charm Yukawa coupling modifier, κc, is |κc|<3.5 (2.7), the most stringent constraint to date.

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 G:(GEPRIS)390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Database coverage:
Medline ; SCOAP3 OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Electronics and Telecommunications Collection ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; Ebsco Academic Search ; Essential Science Indicators ; IF >= 5 ; JCR ; NationallizenzNationallizenz ; SCOAP3 sponsored Journal ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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