Evidence for the spin-0 nature of the Higgs boson using ATLAS data
G. Aad
,
S. Albrand
(1)
,
J. Brown
(1)
,
Q. Buat
(1)
,
B. Clement
(1)
,
J. Collot
(1)
,
S. Crépé-Renaudin
(1)
,
B. Dechenaux
(1)
,
T. Delemontex
(1)
,
P.A. Delsart
(1)
,
C. Gabaldon
(1)
,
M.H. Genest
(1)
,
J.Y. Hostachy
(1)
,
E. Laisne
(1)
,
B.T. Le
(1)
,
F. Ledroit-Guillon
(1)
,
A. Lleres
(1)
,
A. Lucotte
(1)
,
F. Malek
(1)
,
C. Monini
(1)
,
J. Stark
(1)
,
X. Sun
(1)
,
B. Trocmé
(1)
,
G. Rahal
(2)
,
D. Boumediene
(3)
,
Emmanuel Busato
(3)
,
D. Calvet
(3)
,
S. Calvet
(3)
,
J. Donini
(3)
,
E. Dubreuil
(3)
,
N. Ghodbane
(3)
,
Ph. Gris
(3)
,
C. Guicheney
(3)
,
H. Liao
(3)
,
D. Pallin
(3)
,
Daniela Paredes Hernández
(3)
,
F. Podlyski
(3)
,
C. Santoni
(3)
,
Timothée Theveneaux-Pelzer
(3)
,
Loïc Valery
(3)
,
F. Vazeille
(3)
,
L. Alio
(4)
,
M. Barbero
(4)
,
C. P. Bee
(4)
,
C. Bertella
(4)
,
N. Bousson
(4)
,
J. C. Clémens
(4)
,
Y. Coadou
(4)
,
F. Djama
(4)
,
F. Etienne
(4)
,
L. Feligioni
(4)
,
D. Hoffmann
(4)
,
F. Hubaut
(4)
,
E. B. F. G. Knoops
(4)
,
E. Le Guirriec
(4)
,
B. Li
(5)
,
J. Maurer
(4)
,
E. Monnier
(4)
,
Y. Nagai
(4)
,
J. Odier
(4)
,
P. Pralavorio
(4)
,
A. Rozanov
(4)
,
T. Serre
(4)
,
M. Talby
(4)
,
N. Tannoury
(4)
,
E. Tiouchichine
(4)
,
S. Tisserant
(4)
,
J. Toth
(4)
,
F. Touchard
(4)
,
M. Ughetto
(4)
,
L. Vacavant
(4)
,
N. Berger
(6)
,
J. Colas
(6)
,
M. Delmastro
(6)
,
L. Di Ciaccio
(6)
,
T.K.O. Doan
(6)
,
S. Elles
(6)
,
C. Goy
(6)
,
T. Hryn'Ova
(6)
,
S. Jézéquel
(6)
,
H. Keoshkerian
(6)
,
R. Lafaye
(6)
,
J. Leveque
(6)
,
V.P. Lombardo
(6)
,
M. Maeno
(6)
,
N. Massol
(6)
,
P. Perrodo
(6)
,
E. Petit
(6)
,
H. Przysiezniak
(6)
,
G. Sauvage
(6)
,
E. Sauvan
(6)
,
M. Schwoerer
(6)
,
T. Todorov
(6)
,
I. Wingerter-Seez
(6)
,
R. Zitoun
(6)
,
S. Abdel Khalek
(7)
,
E. Augé
(7)
,
S. Binet
(7)
,
C. Bourdarios
(7)
,
C. de La Taille
(7)
,
J.B. de Vivie de Regie
(7)
,
L. Duflot
(7)
,
M. Escalier
(7)
,
L. Fayard
(7)
,
D. Fournier
(7)
,
J.-F. Grivaz
(7)
,
T. Guillemin
(7)
,
S. Henrot-Versillé
(7)
,
J. Hrivnac
(7)
,
L. Iconomidou-Fayard
(7)
,
J. Idarraga
(7)
,
M. Kado
(7)
,
N. Lorenzo Martinez
(7)
,
A. Lounis
(7)
,
N. Makovec
(7)
,
F. Niedercorn
(7)
,
L. Poggioli
(7)
,
P. Puzo
(7)
,
A. Renaud
(7)
,
D. Rousseau
(7)
,
G. Rybkin
(7)
,
J.B. Sauvan
(7)
,
J. Schaarschmidt
(7)
,
A.C. Schaffer
(7)
,
E. Scifo
(7)
,
L. Serin
(7)
,
S. Simion
(7)
,
R. Tanaka
(7)
,
M. Teinturier
(7)
,
H.L. Tran
(7)
,
D. Zerwas
(7)
,
Zhiqing Zhang
(7)
1
LPSC -
Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
2 CC-IN2P3 - Centre de Calcul de l'IN2P3
3 LPC - Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand
4 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
5 Purple Mountain Observatory
6 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
7 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
2 CC-IN2P3 - Centre de Calcul de l'IN2P3
3 LPC - Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand
4 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
5 Purple Mountain Observatory
6 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
7 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
G. Aad
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : georges-aad
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S. Crépé-Renaudin
- Fonction : Auteur
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B. Dechenaux
- Fonction : Auteur
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M.H. Genest
- Fonction : Auteur
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- IdRef : 191694142
J.Y. Hostachy
- Fonction : Auteur
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F. Ledroit-Guillon
- Fonction : Auteur
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F. Malek
- Fonction : Auteur
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B. Trocmé
- Fonction : Auteur
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D. Calvet
- Fonction : Auteur
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S. Calvet
- Fonction : Auteur
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Daniela Paredes Hernández
- Fonction : Auteur
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Timothée Theveneaux-Pelzer
- Fonction : Auteur
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Y. Coadou
- Fonction : Auteur
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N. Berger
- Fonction : Auteur
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C. Goy
- Fonction : Auteur
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T. Hryn'Ova
- Fonction : Auteur
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S. Jézéquel
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E. Augé
- Fonction : Auteur
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J.B. de Vivie de Regie
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S. Henrot-Versillé
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D. Rousseau
- Fonction : Auteur
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Résumé
Studies of the spin and parity quantum numbers of the Higgs boson are presented, based on proton-proton collision data collected by the ATLAS experiment at the LHC. The Standard Model spin-parity JP = 0+ hypothesis is compared with alternative hypotheses using the Higgs boson decays H->gamma gamma, H -> ZZ -> 4 leptons and H->WW -> l nu l nu, as well as the combination of these channels. The analysed dataset corresponds to an integrated luminosity of 20.7 fb-1 collected at a centre-of-mass energy of sqrt(s) = 8 TeV. For the H -> ZZ -> 4-lepton decay mode the dataset corresponding to an integrated luminosity of 4.6 fb-1 collected at sqrt(s) = 7 TeV is added. The data are compatible with the Standard Model JP = 0+ quantum numbers for the Higgs boson, whereas all alternative hypotheses studied in this letter, namely some specific JP = 0-; 1+; 1-; 2+ models, are excluded at confidence levels above 97.8%. This exclusion holds independently of the assumptions on the coupling strengths to the Standard Model particles and in the case of the JP = 2+ model, of the relative fractions of gluon-fusion and quark-antiquark production of the spin-2 particle. The data thus provide evidence for the spin-0 nature of the Higgs boson, with positive parity being strongly preferred.