Higgs boson to charm quark decay in vector boson fusion plus a photon

被引：5
作者：
Carlson, Ben [1 ]
Han, Tao [1 ]
Leung, Sze Ching Iris [1 ]
机构：
[1] Univ Pittsburgh, Dept Phys & Astron, PITT PACC, Pittsburgh, PA 15260 USA
来源：
PHYSICAL REVIEW D | 2021年 / 104卷 / 07期
关键词：
ASSOCIATION; GAMMA; LHC;
D O I：
10.1103/PhysRevD.104.073006
中图分类号：
P1 [天文学];
学科分类号：
0704 ;
摘要：
Experimentally probing the charm-Yukawa coupling in the LHC experiments is important, but very challenging due to an enormous QCD background. We study a new channel that can be used to search for the Higgs decay H -> c (c) over bar, using the vector boson fusion (VBF) mechanism with an associated photon. In addition to suppressing the QCD background, the photon gives an effective trigger handle. We discuss the trigger implications of this final state that can be utilized in ATLAS and CMS. We propose a novel search strategy for H -> c (c) over bar in association with VBF jets and a photon, where we find a projected sensitivity of about 13 times the SM charm-Yukawa coupling at 95% CLs at High Luminosity LHC (HL-LHC). Our result is comparable and complementary to existing projections at the HL-LHC. We also discuss the implications of increasing the center of mass collision energy to 30 TeV and 100 TeV.
引用
收藏
页数：11
相关论文
共 76 条
  • [1] Aaboud M, 2021, J HIGH ENERGY PHYS, DOI 10.1007/JHEP03(2021)268
  • [2] Performance of electron and photon triggers in ATLAS during LHC Run 2
    Aaboud, M.
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdinov, O.
    Abeloos, B.
    Abhayasinghe, D. K.
    Abidi, S. H.
    AbouZeid, O. S.
    Abraham, N. L.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adachi, S.
    Adamczyk, L.
    Adelman, J.
    Adersberger, M.
    Adiguzel, A.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Afik, Y.
    Agheorghiesei, C.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akatsuka, S.
    Akesson, T. P. A.
    Akilli, E.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albicocco, P.
    Verzini, M. J. Alconada
    Alderweireldt, S.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Ali, B.
    Alimonti, G.
    Alison, J.
    Alkire, S. P.
    Allaire, C.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allen, B. W.
    Allport, P. P.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    Alonso, F.
    [J]. EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2020, 80 (01):
  • [3] Cross-section measurements of the Higgs boson decaying into a pair of τ-leptons in proton-proton collisions at √s=13 TeV with the ATLAS detector
    Aaboud, M.
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdinov, O.
    Abeloos, B.
    Abhayasinghe, D. K.
    Abidi, S. H.
    AbouZeid, O. S.
    Abraham, N. L.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adachi, S.
    Adamczyk, L.
    Adelman, J.
    Adersberger, M.
    Adiguzel, A.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Afik, Y.
    Agheorghiesei, C.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akatsuka, S.
    Akesson, T. P. A.
    Akilli, E.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albicocco, P.
    Alconada Verzini, M. J.
    Alderweireldt, S.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Ali, B.
    Alimonti, G.
    Alison, J.
    Alkire, S. P.
    Allaire, C.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allen, B. W.
    Allport, P. P.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    Alonso, F.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2019, 99 (07)
  • [4] Searches for exclusive Higgs and Z boson decays into J/ψ γ, ψ (2S) γ, and Υ(nS) γ at √s=13 TeV with the ATLAS detector
    Aaboud, M.
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdinov, O.
    Abeloos, B.
    Abhayasinghe, D. K.
    Abidi, S. H.
    AbouZeid, O. S.
    Abraham, N. L.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adachi, S.
    Adamczyk, L.
    Adelman, J.
    Adersberger, M.
    Adiguzel, A.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Afik, Y.
    Agheorghiesei, C.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akatsuka, S.
    Akesson, T. P. A.
    Akilli, E.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albicocco, P.
    Alconada Verzini, M. J.
    Alderweireldt, S.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Ali, B.
    Alimonti, G.
    Alison, J.
    Alkire, S. P.
    Allaire, C.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allen, B. W.
    Allport, P. P.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    Alonso, F.
    [J]. PHYSICS LETTERS B, 2018, 786 : 134 - 155
  • [5] Search for Higgs bosons produced via vector-boson fusion and decaying into bottom quark pairs in √s=13 TeV pp collisions with the ATLAS detector
    Aaboud, M.
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdinov, O.
    Abeloos, B.
    Abhayasinghe, D. K.
    Abidi, S. H.
    AbouZeid, O. S.
    Abraham, N. L.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adachi, S.
    Adamczyk, L.
    Adelman, J.
    Adersberger, M.
    Adiguzel, A.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Afik, Y.
    Agheorghiesei, C.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akatsuka, S.
    Akesson, T. P. A.
    Akilli, E.
    Akimov, A., V
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albicocco, P.
    Verzini, M. J. Alconada
    Aldenveireldt, S.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Ali, B.
    Alimonti, G.
    Alison, J.
    Allcire, S. P.
    Allaire, C.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allen, B. W.
    Allport, P. P.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    Alonso, F.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2018, 98 (05)
  • [6] Observation of Higgs boson production in association with a top quark pair at the LHC with the ATLAS detector
    Aaboud, M.
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdinov, O.
    Abeloos, B.
    Abhayasinghe, D. K.
    Abidi, S. H.
    AbouZeid, O. S.
    Abraham, N. L.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adachi, S.
    Adamczyk, L.
    Adelman, J.
    Adersberger, M.
    Adiguzel, A.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Afik, Y.
    Agheorghiesei, C.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akatsuka, S.
    Akesson, T. P. A.
    Akilli, E.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albicocco, R.
    Verzini, M. J. Alconada
    Alderweireldt, S.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Ali, B.
    Aliev, M.
    Alimonti, G.
    Alison, J.
    Alkire, S. P.
    Allaire, C.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allen, B. W.
    Allport, P. P.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    [J]. PHYSICS LETTERS B, 2018, 784 : 173 - 191
  • [7] Search for the Decay of the Higgs Boson to Charm Quarks with the ATLAS Experiment
    Aaboud, M.
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdinov, O.
    Abeloos, B.
    Abidi, S. H.
    AbouZeid, O. S.
    Abraham, N. L.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adachi, S.
    Adamczyk, L.
    Adelman, J.
    Adersberger, M.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Afik, Y.
    Agheorghiesei, C.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Ahlen, S. P.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akatsuka, S.
    Akesson, T. P. A.
    Akilli, E.
    Akimov, A., V
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albicocco, P.
    Alconada Verzini, M. J.
    Alderweireldt, S.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexander, G.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Ali, B.
    Aliev, M.
    Alimonti, G.
    Alison, J.
    Alkire, S. P.
    Allaire, C.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allen, B. W.
    Allport, P. P.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 120 (21)
  • [8] Performance of the ATLAS trigger system in 2015
    Aaboud, M.
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdallah, J.
    Abdinov, O.
    Abcloos, B.
    Aben, R.
    AbouZeid, O. S.
    Abraham, N. L.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abreu, R.
    Abuiaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adakchi, S.
    Adamczyk, L.
    Adams, D. L.
    Adelman, J.
    Adomeit, S.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Agatonovic-Jovin, T.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Ahlen, S. P.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akerstedt, H.
    Akesson, T. P. A.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albrand, S.
    Alconada Verzini, M. J.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexander, G.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Ali, B.
    Aliev, M.
    Alimonti, G.
    Alison, J.
    Alkire, S. P.
    Allbrooke, B. M. M.
    Allen, B. W.
    Allport, P. P.
    Aloisio, A.
    Alonso, A.
    Alonso, F.
    [J]. EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2017, 77 (05):
  • [9] Aad G, 2016, J HIGH ENERGY PHYS, DOI 10.1007/JHEP03(2016)041
  • [10] Search for Higgs and Z Boson Decays to J/ψγ and Υ(nS)γ with the ATLAS Detector
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdallah, J.
    Khalek, S. Abdel
    Abdinov, O.
    Aben, R.
    Abi, B.
    Abolins, M.
    AbouZeid, O. S.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abreu, R.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adamczyk, L.
    Adams, D. L.
    Adelman, J.
    Adomeit, S.
    Adye, T.
    Agatonovic-Jovin, T.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Agustoni, M.
    Ahlen, S. P.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akerstedt, H.
    Akesson, T. P. A.
    Akimoto, G.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albrand, S.
    Alconada Verzini, M. J.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    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.
    Alonso, A.
    Alonso, F.
    Alpigiani, C.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2015, 114 (12)
12345678