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Title: Measurements of the $$\mathrm {p}\mathrm {p}\rightarrow \mathrm{Z}\mathrm{Z}$$pp→ZZ production cross section and the $$\mathrm{Z}\rightarrow 4\ell $$Z→4ℓ branching fraction, and constraints on anomalous triple gauge couplings at $$\sqrt{s} = 13\,\text {TeV} $$s=13TeV
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Award ID(s):
1707666
Publication Date:
NSF-PAR ID:
10058298
Journal Name:
The European Physical Journal C
Volume:
78
Issue:
2
ISSN:
1434-6044
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. Abstract The production of Z boson pairs in proton–proton ( $${\mathrm{p}} {\mathrm{p}} $$ p p ) collisions, $${{\mathrm{p}} {\mathrm{p}} \rightarrow ({\mathrm{Z}}/\gamma ^*)({\mathrm{Z}}/\gamma ^*) \rightarrow 2\ell 2\ell '}$$ p p → ( Z / γ ∗ ) ( Z / γ ∗ ) → 2 ℓ 2 ℓ ′ , where $${\ell ,\ell ' = {\mathrm{e}}}$$ ℓ , ℓ ′ = e or $${{\upmu }}$$ μ , is studied at a center-of-mass energy of 13 $$\,\text {TeV}$$ TeV with the CMS detector at the CERN LHC. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 137 $$\,\text {fb}^{-1}$$ fb - 1more », collected during 2016–2018. The $${\mathrm{Z}} {\mathrm{Z}} $$ Z Z production cross section, $$\sigma _{\text {tot}} ({\mathrm{p}} {\mathrm{p}} \rightarrow {\mathrm{Z}} {\mathrm{Z}} ) = 17.4 \pm 0.3 \,\text {(stat)} \pm 0.5 \,\text {(syst)} \pm 0.4 \,\text {(theo)} \pm 0.3 \,\text {(lumi)} \text { pb} $$ σ tot ( p p → Z Z ) = 17.4 ± 0.3 (stat) ± 0.5 (syst) ± 0.4 (theo) ± 0.3 (lumi) pb , measured for events with two pairs of opposite-sign, same-flavor leptons produced in the mass region $${60< m_{\ell ^+\ell ^-} < 120\,\text {GeV}}$$ 60 < m ℓ + ℓ - < 120 GeV is consistent with standard model predictions. Differential cross sections are also measured and agree with theoretical predictions. The invariant mass distribution of the four-lepton system is used to set limits on anomalous $${\mathrm{Z}} {\mathrm{Z}} {\mathrm{Z}} $$ Z Z Z and $${{\mathrm{Z}} {\mathrm{Z}} \gamma }$$ Z Z γ couplings.« less
  2. A bstract Measurement of Z-boson production in p-Pb collisions at $$ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}} $$ s NN = 8 . 16 TeV and Pb-Pb collisions at $$ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}} $$ s NN = 5 . 02 TeV is reported. It is performed in the dimuon decay channel, through the detection of muons with pseudorapidity − 4 < η μ < − 2 . 5 and transverse momentum $$ {p}_{\mathrm{T}}^{\mu } $$ p T μ > 20 GeV/ c in the laboratory frame. The invariant yield and nuclear modification factor are measured for opposite-sign dimuons with invariant mass 60 < m μμ < 120more »GeV/ c 2 and rapidity 2 . 5 < $$ {y}_{\mathrm{cms}}^{\mu \mu} $$ y cms μμ < 4. They are presented as a function of rapidity and, for the Pb-Pb collisions, of centrality as well. The results are compared with theoretical calculations, both with and without nuclear modifications to the Parton Distribution Functions (PDFs). In p-Pb collisions the center-of-mass frame is boosted with respect to the laboratory frame, and the measurements cover the backward ( − 4 . 46 < $$ {y}_{\mathrm{cms}}^{\mu \mu} $$ y cms μμ < − 2 . 96) and forward (2 . 03 < $$ {y}_{\mathrm{cms}}^{\mu \mu} $$ y cms μμ < 3 . 53) rapidity regions. For the p-Pb collisions, the results are consistent within experimental and theoretical uncertainties with calculations that include both free-nucleon and nuclear-modified PDFs. For the Pb-Pb collisions, a 3 . 4 σ deviation is seen in the integrated yield between the data and calculations based on the free-nucleon PDFs, while good agreement is found once nuclear modifications are considered.« less