Search for new light gauge bosons in Higgs boson decays to four-lepton final states in pp collisions at √s=8 TeV with the ATLAS detector at the LHC

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作者：

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Abbott, B. ^{[153
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Akerstedt, H. ^{[205
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Alexopoulos, T. ^{[13
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Alhroob, M. ^{[153
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Altheimer, A. ^{[56
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Gonzalez, B. Alvarez ^{[43
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Alvarez Piqueras, D. ^{[233
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机构：

[1] Univ Adelaide, Dept Phys, Adelaide, SA, Australia

[2] SUNY Albany, Dept Phys, Albany, NY 12222 USA

[3] Univ Alberta, Dept Phys, Edmonton, AB, Canada

[4] Ankara Univ, Dept Phys, TR-06100 Ankara, Turkey

[5] Istanbul Aydin Univ, Istanbul, Turkey

[6] TOBB Univ Econ & Technol, Div Phys, Ankara, Turkey

[7] CNRS, IN2P3, LAPP, Annecy Le Vieux, France

[8] Univ Savoie Mont Blanc, Annecy Le Vieux, France

[9] Argonne Natl Lab, Div High Energy Phys, Argonne, IL 60439 USA

[10] Univ Arizona, Dept Phys, Tucson, AZ 85721 USA

[11] Univ Texas Arlington, Dept Phys, Arlington, TX 76019 USA

[12] Univ Athens, Dept Phys, Athens, Greece

[13] Natl Tech Univ Athens, Dept Phys, GR-15773 Zografos, Greece

[14] Azerbaijan Acad Sci, Inst Phys, Baku 370143, Azerbaijan

[15] Univ Autonoma Barcelona, Inst Fis Altes Energies, E-08193 Barcelona, Spain

[16] Univ Autonoma Barcelona, Dept Fis, E-08193 Barcelona, Spain

[17] Univ Belgrade, Inst Phys, Belgrade, Serbia

[18] Univ Bergen, Dept Phys & Technol, Bergen, Norway

[19] Univ Calif Berkeley, Lawrence Berkeley Natl Lab, Div Phys, Berkeley, CA 94720 USA

[20] Univ Calif Berkeley, Berkeley, CA 94720 USA

[21] Humboldt Univ, Dept Phys, Berlin, Germany

[22] Univ Bern, Albert Einstein Ctr Fundamental Phys, Bern, Switzerland

[23] Univ Bern, High Energy Phys Lab, Bern, Switzerland

[24] Univ Birmingham, Sch Phys & Astron, Birmingham, W Midlands, England

[25] Bogazici Univ, Dept Phys, Istanbul, Turkey

[26] Dogus Univ, Dept Phys, Istanbul, Turkey

[27] Gaziantep Univ, Dept Engn Phys, Gaziantep, Turkey

[28] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Bologna, Bologna, Italy

[29] Univ Bologna, Dipartimento Fis & Astron, Bologna, Italy

[30] Univ Bonn, Inst Phys, Bonn, Germany

[31] Boston Univ, Dept Phys, Boston, MA 02215 USA

[32] Brandeis Univ, Dept Phys, Waltham, MA 02254 USA

[33] Univ Fed Rio de Janeiro, COPPE EE IF, Rio De Janeiro, Brazil

[34] Fed Univ Juiz de Fora UFJF, Elect Circuits Dept, Juiz De Fora, Brazil

[35] Fed Univ Sao Joao del Rei UFSJ, Sao Joao Del Rei, Brazil

[36] Univ Sao Paulo, Inst Fis, BR-01498 Sao Paulo, Brazil

[37] Brookhaven Natl Lab, Dept Phys, Upton, NY 11973 USA

[38] Natl Inst Phys & Nucl Engn, Bucharest, Romania

[39] Natl Inst Res & Dev Isotop & Mol Technol, Dept Phys, Cluj Napoca, Romania

[40] Univ Buenos Aires, Dept Fis, Buenos Aires, DF, Argentina

[41] Univ Cambridge, Cavendish Lab, Cambridge CB3 0HE, England

[42] Carleton Univ, Dept Phys, Ottawa, ON K1S 5B6, Canada

[43] CERN, Geneva, Switzerland

[44] Univ Chicago, Enrico Fermi Inst, Chicago, IL 60637 USA

[45] Pontificia Univ Catolica Chile, Dept Fis, Santiago, Chile

[46] Univ Tecn Federico Santa Maria, Dept Fis, Valparaiso, Chile

[47] Chinese Acad Sci, Inst High Energy Phys, Beijing, Peoples R China

[48] Univ Sci & Technol China, Dept Modern Phys, Hefei, Anhui, Peoples R China

[49] Nanjing Univ, Dept Phys, Nanjing, Jiangsu, Peoples R China

[50] Shandong Univ, Sch Phys, Jinan, Shandong, Peoples R China

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2015年 / 92卷 / 09期

基金：

美国国家科学基金会; 巴西圣保罗研究基金会; 加拿大自然科学与工程研究理事会;

关键词：

QCD CORRECTIONS; COLLIDERS; ENERGIES;

D O I：

10.1103/PhysRevD.92.092001

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

This paper presents a search for Higgs bosons decaying to four leptons, either electrons or muons, via one or two light exotic gauge bosons Z(d), H -> ZZ(d) -> 4l or H -> Z(d)Z(d) -> 4l. The search was performed using pp collision data corresponding to an integrated luminosity of about 20 fb(-1) at the center-of-mass energy of root s = 8 TeV recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The observed data are well described by the Standard Model prediction. Upper bounds on the branching ratio of H -> ZZ(d) -> 4l and on the kinetic mixing parameter between the Z(d) and the Standard Model hypercharge gauge boson are set in the range (1-9) x 10(-5) and (4-17) x 10(-2) respectively, at 95% confidence level assuming the Standard Model branching ratio of H -> ZZ* -> 4l, for Z(d) masses between 15 and 55 GeV. Upper bounds on the effective mass mixing parameter between the Z and the Z(d) are also set using the branching ratio limits in the H -> ZZ(d) -> 4l search, and are in the range (1.5-8.7) x 10(-4) for 15 < m(Zd) < 35 GeV. Upper bounds on the branching ratio of H -> Z(d)Z(d) -> 4l and on the Higgs portal coupling parameter, controlling the strength of the coupling of the Higgs boson to dark vector bosons are set in the range (2-3) x 10(-5) and (1-10) x 10(-4) respectively, at 95% confidence level assuming the Standard Model Higgs boson production cross sections, for Z(d) masses between 15 and 60 GeV.

引用

页数：30

共 92 条

[1] Combined Measurement of the Higgs Boson Mass in pp Collisions at √s=7 and 8 TeV with the ATLAS and CMS Experiments [J].

Aad, G. ;

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Akerstedt, H. ;

Akesson, T. P. A. ;

Akimoto, G. ;

Akimov, A. V. ;

Alberghi, G. L. ;

Albert, J. ;

Albrand, S. ;

Verzini, M. J. Alconada ;

Aleksa, M. ;

Aleksandrov, I. N. ;

Alexa, C. ;

Alexander, G. ;

Alexopoulos, T. ;

Alhroob, M. ;

Alimonti, G. ;

Alio, L. ;

Alison, J. ;

Alkire, S. P. ;

Allbrooke, B. M. M. ;

Allport, P. P. ;

Aloisi, A. ;

Alonso, A. ;

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[3] Measurements of Higgs boson production and couplings in the four-lepton channel in pp collisions at center-of-mass energies of 7 and 8 TeV with the ATLAS detector [J].

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Khalek, S. Abdel ;

Abdinov, O. ;

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Aguilar-Saavedra, J. A. ;

Agustoni, M. ;

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Verzini, M. J. Alconada ;

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Alexander, G. ;

Alexandre, G. ;

Alexopoulos, T. ;

Alhroob, M. ;

Alimonti, G. ;

Alio, L. ;

Alison, J. ;

Allbrooke, B. M. M. ;

Allison, L. J. ;

Allport, P. P. ;

Aloisio, A. ;

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[4] Monitoring and data quality assessment of the ATLAS liquid argon calorimeter [J].

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Adamczyk, L. ;

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Addy, T. N. ;

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Aielli, G. ;

Akesson, T. P. A. ;

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Akimov, A. V. ;

Albert, J. ;

Albrand, S. ;

Alconada Verzini, M. J. ;

Aleksa, M. ;

Aleksandrov, I. N. ;

Alexa, C. ;

Alexander, G. ;

Alexandre, G. ;

Alexopoulos, T. ;

Alhroob, M. ;

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Addy, T. N. ;

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Ahlen, S. P. ;

Ahmad, A. ;

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Aielli, G. ;

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Akimoto, G. ;

Akimov, A. V. ;

Alam, M. A. ;

Albert, J. ;

Albrand, S. ;

Alconada Verzini, M. J. ;

Aleksa, M. ;

Aleksandrov, I. N. ;

Alessandria, F. ;

Alexa, C. ;

Alexander, G. ;

Alexandre, G. ;

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Alhroob, M. ;

Aliev, M. ;

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Adragna, P. ;

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Aefsky, S. ;

Aguilar-Saavedra, J. A. ;

Agustoni, M. ;

Aharrouche, M. ;

Ahlen, S. P. ;

Ahles, F. ;

Ahmad, A. ;

Ahsan, M. ;

Aielli, G. ;

Akdogan, T. ;

Akesson, T. P. A. ;

Akimoto, G. ;

Akimov, A. V. ;

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Alam, M. A. ;

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Alessandria, F. ;

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[8] Search for the Standard Model Higgs boson in the decay channel H → ZZ(*) → 4l with 4.8 fb-1 of pp collision data at √s=7 TeV with ATLAS [J].

Aad, G. ;

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Abdesselam, A. ;

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Abramowicz, H. ;

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Acerbi, E. ;

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Addy, T. N. ;

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Aderholz, M. ;

Adomeit, S. ;

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Adye, T. ;

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Aharrouche, M. ;

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Ahles, F. ;

Ahmad, A. ;

Ahsan, M. ;

Aielli, G. ;

Akdogan, T. ;

Akesson, T. P. A. ;

Akimoto, G. ;

Akimov, A. V. ;

Akiyama, A. ;

Alam, M. S. ;

Alam, M. A. ;

Albert, J. ;

Albrand, S. ;

Aleksa, M. ;

Aleksandrov, I. N. ;

Alessandria, F. ;

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[9] Electron performance measurements with the ATLAS detector using the 2010 LHC proton-proton collision data [J].

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EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2012, 72 (03) :1-46

[10] Performance of the ATLAS Trigger System in 2010 [J].

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Alam, M. A. ;

Albrand, S. ;

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Alexander, G. ;

Alexandre, G. ;

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Verzini, M. J. Alconada ;

Aleksa, M. ;

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Alhroob, M. ;

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Khalek, S. Abdel ;

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Abreu, R. ;

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Adamczyk, L. ;

Adams, D. L. ;

Adelman, J. ;

Adomeit, S. ;

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Aguilar-Saavedra, J. A. ;

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