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  • Constraints on anomalous Higgs boson couplings from its production and decay using the WW channel in proton–proton collisions at $$\sqrt{s} = 13~\text {TeV}$$
Title: Constraints on anomalous Higgs boson couplings from its production and decay using the WW channel in proton–proton collisions at $$\sqrt{s} = 13~\text {TeV}$$
Abstract A study of the anomalous couplings of the Higgs boson to vector bosons, including$${\textit{CP}}$$ CP -violation effects, has been conducted using its production and decay in the WW channel. This analysis is performed on proton–proton collision data collected with the CMS detector at the CERN LHC during 2016–2018 at a center-of-mass energy of 13 TeV, and corresponds to an integrated luminosity of 138$$\,\text {fb}^{-1}$$ fb - 1 . The different-flavor dilepton$$({\textrm{e}} {{\upmu }})$$ ( e μ ) final state is analyzed, with dedicated categories targeting gluon fusion, electroweak vector boson fusion, and associated production with a W or Z boson. Kinematic information from associated jets is combined using matrix element techniques to increase the sensitivity to anomalous effects at the production vertex. A simultaneous measurement of four Higgs boson couplings to electroweak vector bosons is performed in the framework of a standard model effective field theory. All measurements are consistent with the expectations for the standard model Higgs boson and constraints are set on the fractional contribution of the anomalous couplings to the Higgs boson production cross section.  more » « less
Award ID(s):
2209553 2121686
PAR ID:
10537333
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
The European Physical Journal C
Date Published:
Journal Name:
The European Physical Journal C
Volume:
84
Issue:
8
ISSN:
1434-6052
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
More Like this
  1. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    Abstract Production cross sections of the standard model Higgs boson decaying to a pair of W bosons are measured in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13$$\,\text {Te\hspace{-.08em}V}$$ Te V . The analysis targets Higgs bosons produced via gluon fusion, vector boson fusion, and in association with a W or Z boson. Candidate events are required to have at least two charged leptons and moderate missing transverse momentum, targeting events with at least one leptonically decaying W boson originating from the Higgs boson. Results are presented in the form of inclusive and differential cross sections in the simplified template cross section framework, as well as couplings of the Higgs boson to vector bosons and fermions. The data set collected by the CMS detector during 2016–2018 is used, corresponding to an integrated luminosity of 138$$\,\text {fb}^{-1}$$ fb - 1 . The signal strength modifier$$\mu $$ μ , defined as the ratio of the observed production rate in a given decay channel to the standard model expectation, is measured to be$$\mu = 0.95^{+0.10}_{-0.09}$$ μ = 0 . 95 - 0.09 + 0.10 . All results are found to be compatible with the standard model within the uncertainties. 
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  2. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    Abstract Measurements of Higgs boson production, where the Higgs boson decays into a pair of$$\uptau $$ τ leptons, are presented, using a sample of proton-proton collisions collected with the CMS experiment at a center-of-mass energy of Equation missing<#comment/>, corresponding to an integrated luminosity of 138$$\,\text {fb}^{-1}$$ fb - 1 . Three analyses are presented. Two are targeting Higgs boson production via gluon fusion and vector boson fusion: a neural network based analysis and an analysis based on an event categorization optimized on the ratio of signal over background events. These are complemented by an analysis targeting vector boson associated Higgs boson production. Results are presented in the form of signal strengths relative to the standard model predictions and products of cross sections and branching fraction to$$\uptau $$ τ leptons, in up to 16 different kinematic regions. For the simultaneous measurements of the neural network based analysis and the analysis targeting vector boson associated Higgs boson production signal strengths are found to be$$0.82\pm 0.11$$ 0.82 ± 0.11 for inclusive Higgs boson production,$$0.67\pm 0.19$$ 0.67 ± 0.19 ($$0.81\pm 0.17$$ 0.81 ± 0.17 ) for the production mainly via gluon fusion (vector boson fusion), and$$1.79\pm 0.45$$ 1.79 ± 0.45 for vector boson associated Higgs boson production. 
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  3. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    Abstract A search for decays to invisible particles of Higgs bosons produced in association with a top-antitop quark pair or a vector boson, which both decay to a fully hadronic final state, has been performed using proton-proton collision data collected at$${\sqrt{s}=13\,\text {Te}\hspace{-.08em}\text {V}}$$ s = 13 Te V by the CMS experiment at the LHC, corresponding to an integrated luminosity of 138$$\,\text {fb}^{-1}$$ fb - 1 . The 95% confidence level upper limit set on the branching fraction of the 125$$\,\text {Ge}\hspace{-.08em}\text {V}$$ Ge V Higgs boson to invisible particles,$${\mathcal {B}({\textrm{H}} \rightarrow \text {inv})}$$ B ( H → inv ) , is 0.54 (0.39 expected), assuming standard model production cross sections. The results of this analysis are combined with previous$${\mathcal {B}({\textrm{H}} \rightarrow \text {inv})}$$ B ( H → inv ) searches carried out at$${\sqrt{s}=7}$$ s = 7 , 8, and 13$$\,\text {Te}\hspace{-.08em}\text {V}$$ Te V in complementary production modes. The combined upper limit at 95% confidence level on$${\mathcal {B}({\textrm{H}} \rightarrow \text {inv})}$$ B ( H → inv ) is 0.15 (0.08 expected). 
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  4. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review Letters)
    The associated production of Higgs and W bosons via vector-boson fusion is highly sensitive to the relative sign of the Higgs boson couplings to W and Z bosons. In this Letter, two searches for this process are presented, using 140     fb − 1 of proton-proton collision data at s = 13     TeV recorded by the ATLAS detector at the LHC. The first search targets scenarios with opposite-sign couplings of the W and Z bosons to the Higgs boson, while the second targets standard model-like scenarios with same-sign couplings. Both analyses consider Higgs boson decays into a pair of b quarks and W boson decays with an electron or muon. The data exclude the opposite-sign coupling hypothesis with a significance beyond 5 σ , and the observed (expected) upper limit set on the cross section for vector-boson fusion W H production is 9.0 (8.7) times the standard model value at 95% confidence level. © 2024 CERN, for the ATLAS Collaboration2024CERN 
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  5. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    Abstract This paper reports a search for Higgs boson pair (hh) production in association with a vector boson ($$W\; {\text {o}r}\; Z$$ W o r Z ) using 139 fb$$^{-1}$$ - 1 of proton–proton collision data at$$\sqrt{s}=13\,\text {TeV}$$ s = 13 TeV recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The search is performed in final states in which the vector boson decays leptonically ($$W\rightarrow \ell \nu ,\, Z\rightarrow \ell \ell ,\nu \nu $$ W → ℓ ν , Z → ℓ ℓ , ν ν with$$\ell =e, \mu $$ ℓ = e , μ ) and the Higgs bosons each decay into a pair ofb-quarks. It targetsVhhsignals from both non-resonanthhproduction, present in the Standard Model (SM), and resonanthhproduction, as predicted in some SM extensions. A 95% confidence-level upper limit of 183 (87) times the SM cross-section is observed (expected) for non-resonantVhhproduction when assuming the kinematics are as expected in the SM. Constraints are also placed on Higgs boson coupling modifiers. For the resonant search, upper limits on the production cross-sections are derived for two specific models: one is the production of a vector boson along with a neutral heavy scalar resonanceH, in the mass range 260–1000 GeV, that decays intohh, and the other is the production of a heavier neutral pseudoscalar resonanceAthat decays into aZboson andHboson, where theAboson mass is 360–800 GeV and theHboson mass is 260–400 GeV. Constraints are also derived in the parameter space of two-Higgs-doublet models. 
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