ATLAS collaboration (2935 authors)Aguilar-Saavedra, Juan AntonioAmor Dos Santos, Susana PatriciaAnjos, NunoCantrill, RobertCarvalho, JoãoCastro, Nuno FilipeConde Muiño, PatriciaCosta Batalha Pedro, RuteDa Cunha Sargedas De Sousa, Mario JoseDo Valle Wemans, AndréFiolhais, MiguelGalhardo, BrunoGomes, AgostinhoGonçalo, RicardoJorge, PedroLopes, LourencoMachado Miguens, JoanaMaio, AméliaManeira, JoséMarques, CarlosOliveira, Miguel AlfonsoOnofre, AntónioPalma, AlbertoPina, João AntonioPinto, BelmiroSantos, HelenaSaraiva, JoãoSilva, JoséTavares Delgado, AdemarVeloso, FilipeWolters, Helmut2019-02-032019-02-032014-02-19http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.89.032002http://hdl.handle.net/10400.26/26512<p>A search is presented for new particles in an extension to the Standard Model that includes a heavy Higgs boson (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>), an intermediate charged Higgs-boson pair (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>), and a light Higgs boson (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>). The analysis searches for events involving the production of a single heavy neutral Higgs boson which decays to the charged Higgs boson and a <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> boson, where the charged Higgs boson subsequently decays into a <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> boson and the lightest neutral Higgs boson decaying to a bottom–antibottom-quark pair. Such a cascade results in a <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-boson pair and a bottom–antibottom-quark pair in the final state. Events with exactly one lepton, missing transverse momentum, and at least four jets are selected from a data sample corresponding to an integrated luminosity of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>20.3</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>fb</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, collected by the ATLAS detector in proton-proton collisions at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>TeV</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at the LHC. The data are found to be consistent with Standard Model predictions, and 95% confidence-level upper limits are set on the product of cross section and branching ratio. These limits range from 0.065 to 43 pb as a function of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>±</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> masses, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> fixed at 125 GeV.</p>engjournal article2019-02-03