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Search for rare decays of the Z and Higgs bosons to a J / ψ or ψ(2S) meson and a photon in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

Hayrapetyan, A.; Tumasyan, A.; Adam, W.; Andrejkovic, J. W.; Bergauer, T.; Chatterjee, S.; Damanakis, K.; Dragicevic, M.; Hussain, P. S.; Jeitler, M.; Krammer, N.; Li, A.; Liko, D.; Mikulec, I.; Schieck, J.; Schöfbeck, R.; Schwarz, D.; Sonawane, M.; Templ, S.; ... mehr

Abstract:

A search is presented for rare decays of the Z and Higgs bosons to a photon and a J∕ψ or a ψ(2S) meson, with the charmonium state subsequentially decaying to a pair of muons. The data set corresponds to an integrated luminosity of 123 fb$^{−1}$ of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV collected with the CMS detector at the LHC. No evidence for branching fractions of these rare decay channels larger than predicted in the standard model is observed. Upper limits at 95% confidence level are set: B(H → J∕ψγ ) < 2.6 × 10$^{−4}$, B(H →ψ(2S)γ ) < 9.9 × 10$^{−4}$, B(Z → J∕ψγ ) < 0.6 × 10$^{−6}$, and B(Z → ψ(2S)γ ) < 1.3 × 10$^{−6}$. The ratio of the Higgs boson coupling modifiers 𝜅$_c$ ∕𝜅$_γ$ is constrained to be in the interval (−157, +199) at 95% confidence level. Assuming 𝜅$_γ$ = 1, this interval becomes (−166, +208).


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000181537
Veröffentlicht am 09.05.2025
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1016/j.physletb.2025.139462
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Zitationen: 1
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Astroteilchenphysik (IAP)
Institut für Experimentelle Teilchenphysik (ETP)
Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)
Scientific Computing Center (SCC)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 06.2025
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0370-2693, 0031-9163, 1873-2410, 1873-2445
KITopen-ID: 1000181537
HGF-Programm 51.11.01 (POF IV, LK 01) Teilchenphysik
Erschienen in Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics
Verlag North-Holland Publishing
Band 865
Seiten Art.-Nr.: 139462
Nachgewiesen in OpenAlex
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