Boosting invisible Higgs boson searches by tagging a gluon jet for the gluon fusion process

被引:0
作者
Cho, Won Sang [1 ]
Kim, Hyung Do [1 ]
Lee, Dongsub [1 ]
机构
[1] Seoul Natl Univ, Dept Phys & Astron, Ctr Theoret Phys, Seoul 08826, South Korea
基金
新加坡国家研究基金会;
关键词
MISSING TRANSVERSE-MOMENTUM; DARK-MATTER; STANDARD MODEL; ATLAS DETECTOR; FINAL-STATES; DECAYS; MASS; SIGNATURES; SCALAR; TEV;
D O I
10.1103/PhysRevD.102.115007
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
We propose a novel method in that quark-gluon tagging of the jets emitted as initial state radiation (ISR) can boost searches of invisible Higgs bosons from gluon fusion processes against irreducible electroweak vector boson productions. While quark ISR typically takes up a dominant portion than gluon in the background processes mainly by frequent quark-gluon-initiated hard scatterings at the LHC, the gluon ISR portion in the gluon fusion can be significantly larger in the central region of the detector. Focusing on invisible Higgs boson searches using jet substructure variables capturing the new features, we demonstrate that the Higgs boson from gluon fusion constrains invisible Higgs boson decays the most, over vector boson fusion traditionally known as the most constraining, and the limit on the branching ratio is significantly improved. We summarize with emphasizing that our method has wider implications in the search for new resonances from gluon fusion processes.
引用
收藏
页数:14
相关论文
共 177 条
  • [1] Observation of H → b(b)over-bar decays and V H production 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.
    Adam, L.
    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.
    AlconadaVerzini, M. J.
    Alderweireldt, S.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexandre, D.
    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.
    [J]. PHYSICS LETTERS B, 2018, 786 : 59 - 86
  • [2] Combination of Searches for Invisible Higgs Boson Decays with the ATLAS Experiment
    Aaboud, M.
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abbott, D. C.
    Abdinov, O.
    Abud, A. Abed
    Abhayasinghe, D. K.
    Abidi, S. H.
    AbouZeid, O. S.
    Abraham, N. L.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adachi, S.
    Adam, L.
    Bourdarios, C. Adam
    Adamczyk, L.
    Adamek, L.
    Adelman, J.
    Adersberger, M.
    Adiguzel, A.
    Adorni, S.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Afik, Y.
    Agapopoulou, C.
    Agaras, M. N.
    Aggarwal, A.
    Agheorghiesei, C.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akatsuka, S.
    Akesson, T. P. A.
    Akilli, E.
    Akimov, A., V
    Al Khoury, K.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Alconada Verzini, M. J.
    Alderweireldt, S.
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexandre, D.
    Alexopoulos, T.
    Alfonsi, A.
    Alhroob, M.
    Ali, B.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2019, 122 (23)
  • [3] Search for invisible Higgs boson decays in vector boson fusion 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, 2019, 793 : 499 - 519
  • [4] 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)
  • [5] 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)
  • [6] Search for the Dimuon Decay of the Higgs Boson in pp Collisions at √s=13 TeV with the ATLAS Detector
    Aaboud, M.
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdinov, O.
    Abeloos, B.
    Abidi, S. H.
    AbouZeid, O. S.
    Abralham, N. L.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abreu, R.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adachi, S.
    Adamczyk, L.
    Adelman, J.
    Adersberger, M.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Agatonovic-Jovin, T.
    Agheorghiesei, C.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Ahlen, S. P.
    Ahmadov, F.
    Aielli, G.
    Akatsuka, S.
    Akerstedt, H.
    Akesson, T. P. A.
    Akilli, E.
    Akimov, A. V.
    Alberghi, G. L.
    Albert, J.
    Albicocco, P.
    Alconada Verzini, M. J.
    Alderweireldt, S. C.
    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.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 119 (05)
  • [7] Search for new phenomena in final states with an energetic jet and large missing transverse momentum in pp collisions at √s=13 TeV using the ATLAS detector
    Aaboud, M.
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdallah, J.
    Abdinov, O.
    Abeloos, B.
    Aben, R.
    AbouZeid, O. S.
    Abraham, N. L.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Abreu, R.
    Abulaiti, Y.
    Acharya, B. S.
    Adamczyk, L.
    Adams, D. L.
    Adelman, J.
    Adomeit, S.
    Adye, T.
    Affolder, A. A.
    Agatonovic-Jovin, T.
    Agricola, J.
    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.
    Verzini, M. J. Alconada
    Aleksa, M.
    Aleksandrov, I. N.
    Alexa, C.
    Alexander, G.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    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.
    Alpigiani, C.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2016, 94 (03)
  • [8] Aad G, 2015, EUR PHYS J C, V75, DOI 10.1140/epjc/s10052-015-3517-3
  • [9] Search for TeV-scale gravity signatures in final states with leptons and jets with the ATLAS detector at √s=7 TeV
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdallah, J.
    Abdelahm, A. A.
    Abdesselam, A.
    Abdinov, O.
    Abi, B.
    Abolins, M.
    AbouZeid, O. S.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Acerbia, E.
    Acharyaa, B. S.
    Adamczyk, L.
    Adams, D. L.
    Addy, T. N.
    Adelman, J.
    Aderholz, M.
    Adomeit, S.
    Adragna, P.
    Adye, T.
    Aefsky, S.
    Aguilar-Saavedrab, J. A.
    Aharrouche, M.
    Ahlen, S. P.
    Ahles, F.
    Ahmad, A.
    Ahsan, M.
    Aielli, G.
    Akdogana, 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.
    Alessandriaa, F.
    Alexaa, C.
    Alexander, G.
    Alexandre, G.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Aliev, M.
    Alimontia, G.
    Alison, J.
    Aliyev, M.
    [J]. PHYSICS LETTERS B, 2012, 716 (01) : 122 - 141
  • [10] Search for new phenomena with the monojet and missing transverse momentum signature using the ATLAS detector in √s=7 TeV proton-proton collisions
    Aad, G.
    Abbott, B.
    Abdallah, J.
    Abdelalim, A. A.
    Abdesselam, A.
    Abdinov, O.
    Abi, B.
    Abolins, M.
    Abramowicz, H.
    Abreu, H.
    Acerbi, E.
    Acharya, B. S.
    Adams, D. L.
    Addy, T. N.
    Adelman, J.
    Aderholz, M.
    Adomeit, S.
    Adragna, P.
    Adye, T.
    Aefsky, S.
    Aguilar-Saavedra, J. A.
    Aharrouche, M.
    Ahlen, S. P.
    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.
    Alexa, C.
    Alexander, G.
    Alexandre, G.
    Alexopoulos, T.
    Alhroob, M.
    Aliev, M.
    Alimonti, G.
    Alison, J.
    Aliyev, M.
    Allport, P. P.
    Allwood-Spiers, S. E.
    [J]. PHYSICS LETTERS B, 2011, 705 (04) : 294 - 312