arXiv 2202.043362022-02hep-phhep-ex

在大型强子对撞机中通过 $pp\to H,A\to τμ, ττ$ 搜索额外的希格斯玻色子

Searching for extra Higgs bosons via $pp\to H,A\to τμ, ττ$ at the Large Hadron Collider

Wei-shu Hou, Rishabh Jain, Chung Kao

备注：: 20 pages, 11 figures, Version to appear in the European Physical Journal C

AI总结：

本文在一般双希格斯二重态模型下，研究了大型强子对撞机中通过 $pp\to H,A\to τμ, ττ$ 搜索额外希格斯玻色子的发现前景，通过部分子级别和包含 PYTHIA 8.2 与 DELPHES 的事件级别模拟，证明了在 13 和 14 TeV 下的探测结果具有良好前景。

摘要：

我们扩展了 CMS 的 $H \to τμ$ 搜索以及 ATLAS 和 CMS 的 $H \to ττ$ 搜索，以研究大型强子对撞机中 $pp \to H,A \to τμ, ττ$ 产生额外希格斯态的发现前景，其末态为 $eμ+ E_T$ 和 $j_τ μ+ E_T$，其中 $j_τ = π\\, , ρ\\, , a_1$，$E_T$ 为缺失横能量。在没有 $Z_2$ 对称性的一般双希格斯二重态模型中，额外的汤川耦合 $ρ_{ττ}$ 和 $ρ_{τμ}$ 可以在强子对撞机中驱动 $H,A \to ττ$ 和 $τμ$ 通道，伴随着胶子-胶子聚变产生和额外的 $ρ_{tt}$ 耦合。我们发现轻希格斯玻色子 $h(125)$ 与标准模型希格斯玻色子非常相似；在 $h$--$H$ 混合的对齐极限 $\cosγ\to 0$ 下，诸如 $h \to τμ$ 的味改变中性希格斯耦合被自然抑制，但较重 $H$ 的耦合通过 $\sin γ\to 1$ 得到优化。我们定义了 $H,A \to τμ$ 和 $ττ$ 的各种信号区域，并通过现实的接受度截断和标记效率评估了来自主导过程的物理背景。我们展示了两个不同的研究。首先进行部分子级别的研究，没有任何强子化并带有最小的探测器涂抹。然后使用 PYTHIA 8.2 包含强子化，并使用 DELPHES 进行快速探测器模拟以给出事件级别的模拟。$\sqrt{s}= 13$ TeV 的结果看起来很有前景，我们进一步将其扩展到高亮度大型强子对撞机的 $\sqrt{s} = 14$ TeV。

英文摘要：

We extend heavy Higgs searches at the Large Hadron Collider for $H \to τμ$ by CMS, and $H \to ττ$ by ATLAS and CMS, to study discovery prospects of extra Higgs states in $pp \to H,A \to τμ, ττ$ with $eμ+ E_T$ and $j_τ μ+ E_T$ final states, where $j_τ = π\, , ρ\, , a_1$ and $E_T$ is missing transverse energy. In a general two Higgs doublet model without $Z_2$ symmetry, extra Yukawa couplings $ρ_{ττ}$ and $ρ_{τμ}$ can drive $H,A \to ττ$ and $τμ$ channels at hadron colliders, following gluon-gluon fusion production with extra $ρ_{tt}$ couplings. The light Higgs boson $h(125)$ is found to resemble closely the Standard Model Higgs boson; in the alignment limit of $\cosγ\to 0$ for $h$--$H$ mixing, flavor changing neutral Higgs couplings such as $h \to τμ$ are naturally suppressed, but the couplings of the heavier $H$ is optimized by $\sin γ\to 1$. We define various signal regions for $H,A \to τμ$ and $ττ$ and evaluate physics backgrounds from dominant processes with realistic acceptance cuts and tagging efficiencies. Two different studies are presented. We first perform a parton level study without any hadronization and with minimal detector smearing. We then include hadronization using PYTHIA 8.2 and fast detector simulation using DELPHES to give event level simulation. Results for $\sqrt{s}= 13$ TeV appear promising, which we extend further to $\sqrt{s} = 14$ TeV for the High Luminosity LHC.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

AI总结：

摘要：

英文摘要：

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