학술논문

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 s $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV
Document Type
article
Author
The CMS collaborationA. TumasyanW. AdamJ. W. AndrejkovicT. BergauerS. ChatterjeeK. DamanakisM. DragicevicA. Escalante Del ValleR. FrühwirthM. JeitlerN. KrammerL. LechnerD. LikoI. MikulecP. PaulitschF. M. PittersJ. SchieckR. SchöfbeckD. SchwarzS. TemplW. WaltenbergerC.-E. WulzM. R. DarwishE. A. De WolfT. JanssenT. KelloA. LelekH. Rejeb SfarP. Van MechelenS. Van PutteN. Van RemortelE. S. BolsJ. D’HondtM. DelcourtH. El FahamS. LowetteS. MoortgatA. MortonD. MüllerA. R. SahasransuS. TavernierW. Van DoninckD. VanneromD. BeghinB. BilinB. ClerbauxG. De LentdeckerL. FavartA. K. KalsiK. LeeM. MahdavikhorramiI. MakarenkoL. MoureauxS. ParedesL. PétréA. PopovN. PostiauE. StarlingL. ThomasM. Vanden BemdenC. Vander VeldeP. VanlaerT. CornelisD. DoburJ. KnolleL. LambrechtG. MestdachM. NiedzielaC. RendónC. RoskasA. SamalanK. SkovpenM. TytgatB. VermassenL. WezenbeekA. BeneckeA. BethaniG. BrunoF. BuryC. CaputoP. DavidC. DelaereI. S. DonertasA. GiammancoK. JaffelSa. JainV. LemaitreK. MondalJ. PrisciandaroA. TaliercioM. TeklishynT. T. TranP. VischiaS. WertzG. A. AlvesC. HenselA. MoraesP. Rebello TelesW. L. Aldá JúniorM. Alves Gallo PereiraM. Barroso Ferreira FilhoH. Brandao MalbouissonW. CarvalhoJ. ChinellatoE. M. Da CostaG. G. Da SilveiraD. De Jesus DamiaoV. Dos Santos SousaS. Fonseca De SouzaC. Mora HerreraK. Mota AmariloL. MundimH. NogimaA. SantoroS. M. Silva Do AmaralA. SznajderM. ThielF. Torres Da Silva De AraujoA. Vilela PereiraC. A. BernardesL. CalligarisT. R. Fernandez Perez TomeiE. M. GregoresD. S. LemosP. G. MercadanteS. F. NovaesSandra S. PadulaA. AleksandrovG. AntchevR. HadjiiskaP. IaydjievM. MishevaM. RodozovM. ShopovaG. SultanovA. DimitrovT. IvanovL. LitovB. PavlovP. PetkovA. PetrovT. ChengT. JavaidM. MittalL. YuanM. AhmadG. BauerC. DozenZ. HuJ. MartinsY. WangK. YiE. ChaponG. M. ChenH. S. ChenM. ChenF. IemmiA. KapoorD. LeggatH. LiaoZ.-A. LiuV. MilosevicF. MontiR. SharmaJ. TaoJ. Thomas-WilskerJ. WangH. ZhangJ. ZhaoA. AgapitosY. AnY. BanC. ChenA. LevinQ. LiX. LyuY. MaoS. J. QianD. WangJ. XiaoH. YangM. LuZ. YouX. GaoH. OkawaY. ZhangZ. LinM. XiaoC. AvilaA. CabreraC. FlorezJ. FragaJ. Mejia GuisaoF. RamirezJ. D. Ruiz AlvarezD. GiljanovicN. GodinovicD. LelasI. PuljakZ. AntunovicM. KovacT. SculacV. BrigljevicD. FerencekD. MajumderM. RoguljicA. StarodumovT. SusaA. AttikisK. ChristoforouA. IoannouG. KoleM. KolosovaS. KonstantinouJ. MousaC. NicolaouF. PtochosP. A. RazisH. RykaczewskiH. SakaM. FingerA. KvetonE. AyalaE. Carrera JarrinH. AbdallaS. KhalilA. LotfyM. A. MahmoudS. BhowmikR. K. DewanjeeK. EhatahtM. KadastikS. NandanC. NielsenJ. PataM. RaidalL. TaniC. VeelkenP. EerolaH. KirschenmannK. OsterbergM. VoutilainenS. BharthuarE. BrückenF. GarciaJ. HavukainenM. S. KimR. KinnunenT. LampénK. Lassila-PeriniS. LehtiT. LindénM. LottiL. MartikainenM. MyllymäkiJ. OttH. SiikonenE. TuominenJ. TuominiemiP. LuukkaH. PetrowT. TuuvaC. AmendolaM. BesanconF. CoudercM. DejardinD. DenegriJ. L. FaureF. FerriS. GanjourP. GrasG. Hamel de MonchenaultP. JarryB. LenziE. LocciJ. MalclesJ. RanderA. RosowskyM. Ö. SahinA. Savoy-NavarroM. TitovG. B. YuS. AhujaF. BeaudetteM. BonanomiA. Buchot PerraguinP. BussonA. CappatiC. CharlotO. DavignonB. DiabG. FalmagneS. GhoshR. Granier de CassagnacA. HakimiI. KucherJ. MottaM. NguyenC. OchandoP. PaganiniJ. RembserR. SalernoU. SarkarJ. B. SauvanY. SiroisA. TarabiniA. ZabiA. ZghicheJ.-L. AgramJ. AndreaD. ApparuD. BlochG. BourgatteJ.-M. BromE. C. ChabertC. CollardD. DarejJ.-C. FontaineU. GoerlachC. GrimaultA.-C. Le BihanE. NibigiraP. Van HoveE. AsilarS. BeauceronC. BernetG. BoudoulC. CamenA. CarleN. ChanonD. ContardoP. DepasseH. El MamouniJ. FayS. GasconM. GouzevitchB. IlleI. B. LaktinehH. LattaudA. LesauvageM. LethuillierL. MirabitoS. PerriesK. ShchabloV. SordiniL. TorterototG. TouquetM. Vander DoncktS. ViretA. KhvedelidzeI. LomidzeZ. TsamalaidzeV. BottaL. FeldK. KleinM. LipinskiD. MeuserA. PaulsN. RöwertJ. SchulzM. TeroerdeA. DodonovaD. EliseevM. ErdmannP. FackeldeyB. FischerT. HebbekerK. HoepfnerF. IvoneL. MastrolorenzoM. MerschmeyerA. MeyerG. MocellinS. MondalS. MukherjeeD. NollA. NovakA. PozdnyakovY. RathH. ReithlerA. SchmidtS. C. SchulerA. SharmaL. VigilanteS. WiedenbeckS. ZaleskiC. DziwokG. FlüggeW. Haj AhmadO. HlushchenkoT. KressA. NowackO. PoothD. RoyA. StahlT. ZiemonsA. ZotzH. Aarup PetersenM. Aldaya MartinP. AsmussS. BaxterM. BayatmakouO. BehnkeA. Bermúdez MartínezS. BhattacharyaA. A. Bin AnuarF. BlekmanK. BorrasD. BrunnerA. CampbellA. CardiniC. ChengF. ColombinaS. Consuegra RodríguezG. Correia SilvaV. DanilovM. De SilvaL. DidukhG. EckerlinD. EcksteinL. I. Estevez BanosO. FilatovE. GalloA. GeiserA. GiraldiA. GrohsjeanM. GuthoffA. JafariN. Z. JomhariA. KasemM. KasemannH. KavehC. KleinwortR. KoglerD. KrückerW. LangeK. LipkaW. LohmannR. MankelI.-A. Melzer-PellmannM. Mendizabal MorentinJ. MetwallyA. B. MeyerM. MeyerJ. MnichA. MussgillerA. NürnbergY. OtaridD. Pérez AdánD. PitzlA. RasperezaB. Ribeiro LopesJ. RübenachA. SaggioA. SaibelM. SavitskyiM. SchamV. ScheurerS. SchnakeP. 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KyriakisA. StakiaM. DiamantopoulouD. KarasavvasP. KontaxakisC. K. KorakaA. Manousakis-KatsikakisA. PanagiotouI. PapavergouN. SaoulidouK. TheofilatosE. TziaferiK. VellidisE. VourliotisG. BakasK. KousourisI. PapakrivopoulosG. TsipolitisA. ZacharopoulouK. AdamidisI. BestintzanosI. EvangelouC. FoudasP. GianneiosP. KatsoulisP. KokkasN. ManthosI. PapadopoulosJ. StrologasM. CsanádK. FarkasM. M. A. GadallahS. LökösP. MajorK. MandalG. PásztorA. J. RádlO. SurányiG. I. VeresM. BartókG. BenczeC. HajduD. HorvathF. SiklerV. VeszpremiS. CzellarD. FasanellaF. FiengaJ. KarancsiJ. MolnarZ. SzillasiD. TeyssierP. RaicsZ. L. TrocsanyiB. UjvariT. CsorgoF. NemesT. NovakS. BansalS. B. BeriV. BhatnagarG. ChaudharyS. ChauhanN. DhingraR. GuptaA. KaurH. KaurM. KaurP. KumariM. MeenaK. SandeepJ. B. SinghA. K. VirdiA. AhmedA. BhardwajB. C. ChoudharyM. GolaS. KeshriA. KumarM. NaimuddinP. PriyankaK. RanjanA. ShahM. BhartiR. BhattacharyaD. BhowmikS. DuttaB. GomberM. MaityP. PalitP. K. RoutG. SahaB. SahuS. SarkarM. 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DallavalleT. DiotaleviF. FabbriA. FanfaniP. GiacomelliL. GiommiC. GrandiL. GuiducciS. Lo MeoL. LunertiS. MarcelliniG. MasettiF. L. NavarriaA. PerrottaF. PrimaveraA. M. RossiT. RovelliG. P. SiroliS. AlbergoS. CostaA. Di MattiaR. PotenzaA. TricomiC. TuveG. BarbagliA. CasseseR. CeccarelliV. CiulliC. CivininiR. D’AlessandroE. FocardiG. LatinoP. LenziM. LizzoM. MeschiniS. PaolettiR. SeiditaG. SguazzoniL. VilianiL. BenussiS. BiancoD. PiccoloM. BozzoF. FerroR. MulargiaE. RobuttiS. TosiA. BenagliaG. BoldriniF. BrivioF. CetorelliF. De GuioM. E. DinardoP. DiniS. GennaiA. GhezziP. GovoniL. GuzziM. T. LucchiniM. MalbertiS. MalvezziA. MassironiD. MenasceL. MoroniM. PaganoniD. PedriniB. S. PinoliniS. RagazziN. RedaelliT. Tabarelli de FatisD. ValsecchiD. ZuoloS. BuontempoF. CarnevaliN. CavalloA. De IorioF. FabozziA. O. M. IorioL. ListaS. MeolaP. PaolucciB. RossiC. SciaccaP. AzziN. BacchettaD. BiselloP. BortignonA. BragagnoloR. CarlinP. ChecchiaT. DorigoU. DosselliF. GaspariniU. GaspariniG. GrossoL. 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JuodagalvisA. RinkeviciusG. TamulaitisN. Bin NorjoharuddeenZ. ZolkapliJ. F. BenitezA. Castaneda HernandezL. G. Gallegos MaríñezM. León CoelloJ. A. Murillo QuijadaA. SehrawatL. Valencia PalomoG. AyalaH. Castilla-ValdezE. De La Cruz-BureloI. Heredia-De La CruzR. Lopez-FernandezC. A. Mondragon HerreraD. A. Perez NavarroR. Reyes-AlmanzaA. Sánchez HernándezS. Carrillo MorenoC. Oropeza BarreraF. Vazquez ValenciaI. PedrazaH. A. Salazar IbarguenC. Uribe EstradaJ. MijuskovicN. RaicevicD. KrofcheckP. H. ButlerA. AhmadM. I. AsgharA. AwaisM. I. M. AwanH. R. HooraniW. A. KhanM. A. ShahM. ShoaibM. WaqasV. AvatiL. GrzankaM. MalawskiH. BialkowskaM. BlujB. BoimskaM. GórskiM. KazanaM. SzleperP. ZalewskiK. BunkowskiK. DorobaA. KalinowskiM. KoneckiJ. KrolikowskiM. AraujoP. BargassaD. BastosA. BolettiP. FaccioliM. GallinaroJ. HollarN. LeonardoT. NiknejadM. PisanoJ. SeixasO. ToldaievJ. VarelaP. AdzicM. DordevicP. MilenovicJ. MilosevicM. Aguilar-BenitezJ. Alcaraz MaestreA. Álvarez FernándezI. BachillerM. 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VlimantC. WangS. XieZ. ZhangR. Y. ZhuJ. AlisonS. AnM. B. AndrewsP. BryantT. FergusonA. HarilalC. LiuT. MudholkarM. PauliniA. SanchezW. TerrillJ. P. CumalatW. T. FordA. HassaniG. KarathanasisE. MacDonaldR. PatelA. PerloffC. SavardN. SchonbeckK. StensonK. A. UlmerS. R. WagnerN. ZipperJ. AlexanderS. Bright-ThonneyX. ChenY. ChengD. J. CranshawS. HoganJ. MonroyJ. R. PattersonD. QuachJ. ReichertM. ReidA. RydW. SunJ. ThomP. WittichR. ZouM. AlbrowM. AlyariG. ApollinariA. ApresyanA. ApyanL. A. T. BauerdickD. BerryJ. BerryhillP. C. BhatK. BurkettJ. N. ButlerA. CanepaG. B. CeratiH. W. K. CheungF. ChlebanaK. F. Di PetrilloJ. DickinsonV. D. ElviraY. FengJ. FreemanZ. GecseL. GrayD. GreenS. GrünendahlO. GutscheR. M. HarrisR. HellerT. C. HerwigJ. HirschauerB. JayatilakaS. JindarianiM. JohnsonU. JoshiT. KlijnsmaB. KlimaK. H. M. KwokS. LammelD. LincolnR. LiptonT. LiuC. MadridK. MaeshimaC. MantillaD. MasonP. McBrideP. MerkelS. MrennaS. NahnJ. NgadiubaV. PapadimitriouK. PedroC. PenaF. RaveraA. Reinsvold HallL. RistoriE. Sexton-KennedyN. SmithA. SohaL. SpiegelJ. StraitL. TaylorS. TkaczykN. V. TranL. UpleggerE. W. VaanderingH. A. WeberP. AveryD. BourilkovL. CadamuroV. CherepanovR. D. FieldD. GuerreroB. M. JoshiM. KimE. KoenigJ. KonigsbergA. KorytovK. H. LoK. MatchevN. MenendezG. MitselmakherA. Muthirakalayil MadhuN. RawalD. RosenzweigS. RosenzweigK. ShiZ. WuE. YigitbasiX. ZuoT. AdamsA. AskewR. HabibullahV. HagopianK. F. JohnsonR. KhuranaT. KolbergG. MartinezH. ProsperC. SchiberO. ViazloR. YohayJ. ZhangM. M. BaarmandS. ButallaT. ElkafrawyM. HohlmannR. Kumar VermaD. NoonanM. RahmaniF. YumicevaM. R. AdamsH. Becerril GonzalezR. CavanaughS. DittmerO. EvdokimovC. E. GerberD. J. HofmanA. H. MerritC. MillsG. OhT. RoyS. RudrabhatlaM. B. TonjesN. VarelasJ. ViinikainenX. WangZ. YeM. AlhusseiniK. DilsizL. EmediatoR. P. GandrajulaO. K. KöseyanJ.-P. MerloA. MestvirishviliJ. NachtmanH. OgulY. OnelA. PenzoC. SnyderE. TirasO. AmramB. BlumenfeldL. CorcodilosJ. DavisA. V. GritsanS. KyriacouP. MaksimovicJ. RoskesM. SwartzT. Á. VámiA. AbreuJ. AnguianoC. Baldenegro BarreraP. BaringerA. BeanA. BylinkinZ. FlowersT. IsidoriJ. KingG. KrintirasA. KropivnitskayaM. LazarovitsC. Le MahieuC. LindseyJ. MarquezN. MinafraM. MurrayM. NickelC. RoganC. RoyonR. SalvaticoS. SandersE. SchmitzC. SmithZ. WarnerJ. WilliamsG. WilsonS. DuricA. IvanovK. KaadzeD. KimY. MaravinT. MitchellA. ModakK. NamF. RebassooD. WrightE. AdamsA. BadenO. BaronA. BelloniS. C. EnoN. J. HadleyS. JabeenR. G. KelloggT. KoethY. LaiS. LascioA. C. MignereyS. NabiliC. PalmerM. SeidelA. SkujaL. WangK. WongD. AbercrombieG. AndreassiR. BiW. BuszaI. A. CaliM. D’AlfonsoJ. EysermansC. FreerG. Gomez-CeballosM. GoncharovP. HarrisM. HuM. KluteD. KovalskyiJ. KrupaY.-J. LeeC. MironovC. PausD. RankinC. RolandG. RolandZ. ShiG. S. F. StephansZ. WangB. WyslouchR. M. ChatterjeeA. EvansJ. HiltbrandSh. JainM. KrohnY. KubotaJ. MansM. ReveringR. RusackR. SaradhyN. SchroederN. StrobbeM. A. WadudK. BloomM. BrysonD. R. ClaesC. FangmeierL. FincoF. GolfC. JooI. KravchenkoI. ReedJ. E. SiadoG. R. SnowW. TabbA. WightmanF. YanA. G. ZecchinelliG. AgarwalH. BandyopadhyayL. HayI. IashviliA. KharchilavaC. McLeanD. NguyenJ. PekkanenS. RappoccioA. WilliamsG. AlversonE. BarberisY. HaddadY. HanA. HortiangthamA. KrishnaJ. LiJ. LidrychG. MadiganB. MarzocchiD. M. MorseV. NguyenT. OrimotoA. ParkerL. SkinnariA. Tishelman-CharnyT. WamorkarB. WangA. WisecarverD. WoodJ. BueghlyZ. ChenA. GilbertT. GunterK. A. HahnY. LiuN. OdellM. H. SchmittM. VelascoR. BandR. BucciM. CremonesiA. DasN. DevR. GoldouzianM. HildrethK. Hurtado AnampaC. JessopK. LannonJ. LawrenceN. LoukasL. LuttonJ. MarianoN. MarinelliI. McalisterT. McCauleyC. McgradyK. MohrmanC. MooreY. MusienkoR. RuchtiA. TownsendM. WayneM. ZaruckiL. ZygalaB. BylsmaL. S. DurkinB. FrancisC. HillM. Nunez OrnelasK. WeiB. L. WinerB. R. YatesF. M. AddesaB. BonhamP. DasG. DezoortP. ElmerA. FrankenthalB. GreenbergN. HaubrichS. HigginbothamA. KalogeropoulosG. KoppS. KwanD. LangeD. MarlowK. MeiI. OjalvoJ. OlsenD. SticklandC. TullyS. NorbergA. S. BakshiV. E. BarnesR. ChawlaS. DasL. GutayM. JonesA. W. JungD. KondratyevA. M. KoshyM. LiuG. NegroN. NeumeisterG. PaspalakiS. PiperovA. PurohitJ. F. SchulteM. StojanovicJ. ThiemanF. WangR. XiaoW. XieJ. DolenN. ParasharD. AcostaA. BatyT. CarnahanM. DecaroS. DildickK. M. EcklundS. FreedP. GardnerF. J. M. GeurtsW. LiB. P. PadleyR. RedjimiJ. RotterW. ShiA. G. Stahl LeitonL. ZhangA. BodekP. de BarbaroR. DeminaJ. L. DulembaC. FallonT. FerbelM. GalantiA. Garcia-BellidoO. HindrichsA. KhukhunaishviliE. RankenR. TausG. P. Van OnsemB. ChiaritoJ. P. ChouA. GandrakotaY. GershteinE. HalkiadakisA. HartM. HeindlO. KarachebanI. LaflotteA. LathR. MontalvoK. NashM. OshersonS. SalurS. SchnetzerS. SomalwarR. StoneS. A. ThayilS. ThomasH. WangH. AcharyaA. G. DelannoyS. FiorendiS. SpanierO. BouhaliM. DalchenkoA. DelgadoR. EusebiJ. GilmoreT. HuangT. KamonS. LuoS. MalhotraR. MuellerD. OvertonD. RathjensA. SafonovN. AkchurinJ. DamgovV. HegdeS. KunoriK. LamichhaneT. MengkeS. MuthumuniT. PeltolaI. VolobouevA. WhitbeckE. AppeltS. GreeneA. GurrolaW. JohnsA. MeloK. PadekenF. RomeoP. SheldonS. TuoJ. VelkovskaM. W. ArentonB. CardwellB. CoxG. CummingsJ. HakalaR. HiroskyM. JoyceA. LedovskoyA. LiC. NeuC. E. Perez LaraB. TannenwaldS. WhiteN. PoudyalK. BlackT. BoseS. DasuI. De BruynP. EveraertsC. GalloniH. HeM. HerndonA. HerveU. HussainA. LanaroA. LoeligerR. LovelessJ. Madhusudanan SreekalaA. MallampalliA. MohammadiD. PinnaA. SavinV. ShangW. H. SmithD. TeagueS. Trembath-ReichertW. VetensS. AfanasievV. AndreevYu. AndreevT. AushevM. AzarkinA. BabaevV. BlinovE. BoosV. BorshchD. BudkouskiV. BunichevO. BychkovaV. ChekhovskyR. ChistovM. DanilovA. DermenevT. DimovaI. DreminM. DubininL. DudkoV. EpshteynG. GavrilovV. GavrilovS. GninenkoV. GolovtcovN. GolubevI. GolutvinI. GorbunovA. GribushinV. IvanchenkoY. IvanovV. KachanovL. KardapoltsevV. KarjavineA. KarneyeuV. KimM. KirakosyanD. KirpichnikovM. KirsanovV. KlyukhinO. KodolovaD. KonstantinovV. KorenkovA. KozyrevN. 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Source
Journal of High Energy Physics, Vol 2023, Iss 7, Pp 1-43 (2023)
Subject
Hadron-Hadron Scattering
Higgs Physics
Nuclear and particle physics. Atomic energy. Radioactivity
QC770-798
Language
English
ISSN
1029-8479
Abstract
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 s $$ \sqrt{s} $$ = 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.