skip to main content
US FlagAn official website of the United States government
dot gov icon
Official websites use .gov
A .gov website belongs to an official government organization in the United States.
https lock icon
Secure .gov websites use HTTPS
A lock ( lock ) or https:// means you've safely connected to the .gov website. Share sensitive information only on official, secure websites.

Explore Research Products in the PAR
It may take a few hours for recently added research products to appear in PAR search results.


  • NSF Public Access
  • Search Results
  • Measurement of boosted Higgs bosons produced via vector boson fusion or gluon fusion in the H → $$ \textrm{b}\overline{\textrm{b}} $$ decay mode using LHC proton-proton collision data at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV

This content will become publicly available on December 1, 2025

Title: Measurement of boosted Higgs bosons produced via vector boson fusion or gluon fusion in the H → $$ \textrm{b}\overline{\textrm{b}} $$ decay mode using LHC proton-proton collision data at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV
A<sc>bstract</sc> A measurement is performed of Higgs bosons produced with high transverse momentum (pT) via vector boson or gluon fusion in proton-proton collisions. The result is based on a data set with a center-of-mass energy of 13 TeV collected in 2016–2018 with the CMS detector at the LHC and corresponds to an integrated luminosity of 138 fb−1. The decay of a high-pTHiggs boson to a boosted bottom quark-antiquark pair is selected using large-radius jets and employing jet substructure and heavy-flavor taggers based on machine learning techniques. Independent regions targeting the vector boson and gluon fusion mechanisms are defined based on the topology of two quark-initiated jets with large pseudorapidity separation. The signal strengths for both processes are extracted simultaneously by performing a maximum likelihood fit to data in the large-radius jet mass distribution. The observed signal strengths relative to the standard model expectation are$$ {4.9}_{-1.6}^{+1.9} $$ 4.9 − 1.6 + 1.9 and$$ {1.6}_{-1.5}^{+1.7} $$ 1.6 − 1.5 + 1.7 for the vector boson and gluon fusion mechanisms, respectively. A differential cross section measurement is also reported in the simplified template cross section framework.  more » « less
Award ID(s):
2121686
PAR ID:
10561169
Author(s) / Creator(s):
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; more » ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; « less
Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
Springer
Date Published:
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2024
Issue:
12
ISSN:
1029-8479
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
More Like this
  1. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> A measurement of the Higgs boson (H) production via vector boson fusion (VBF) and its decay into a bottom quark-antiquark pair ($$ \textrm{b}\overline{\textrm{b}} $$ b b ¯ ) is presented using proton-proton collision data recorded by the CMS experiment at$$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV and corresponding to an integrated luminosity of 90.8 fb−1. Treating the gluon-gluon fusion process as a background and constraining its rate to the value expected in the standard model (SM) within uncertainties, the signal strength of the VBF process, defined as the ratio of the observed signal rate to that predicted by the SM, is measured to be$$ {\mu}_{\textrm{Hb}\overline{\textrm{b}}}^{\textrm{qqh}}={1.01}_{-0.46}^{+0.55} $$ μ Hb b ¯ qqh = 1.01 − 0.46 + 0.55 . The VBF signal is observed with a significance of 2.4 standard deviations relative to the background prediction, while the expected significance is 2.7 standard deviations. Considering inclusive Higgs boson production and decay into bottom quarks, the signal strength is measured to be$$ {\mu}_{\textrm{Hb}\overline{\textrm{b}}}^{\textrm{incl}.}={0.99}_{-0.41}^{+0.48} $$ μ Hb b ¯ incl . = 0.99 − 0.41 + 0.48 , corresponding to an observed (expected) significance of 2.6 (2.9) standard deviations. 
    more » « less
  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. 
    more » « less
  3. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> An analysis of the production of a Higgs boson (H) in association with a top quark-antiquark pair ($$ \textrm{t}\overline{\textrm{t}}\textrm{H} $$ t t ¯ H ) or a single top quark (tH) is presented. The Higgs boson decay into a bottom quark-antiquark pair (H →$$ \textrm{b}\overline{\textrm{b}} $$ b b ¯ ) is targeted, and three different final states of the top quark decays are considered, defined by the number of leptons (electrons or muons) in the event. The analysis utilises proton-proton collision data collected at the CERN LHC with the CMS experiment at$$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV in 2016–2018, which correspond to an integrated luminosity of 138 fb−1. The observed$$ \textrm{t}\overline{\textrm{t}}\textrm{H} $$ t t ¯ H production rate relative to the standard model expectation is 0.33 ± 0.26 = 0.33 ± 0.17(stat) ± 0.21(syst). Additionally, the$$ \textrm{t}\overline{\textrm{t}}\textrm{H} $$ t t ¯ H production rate is determined in intervals of Higgs boson transverse momentum. An upper limit at 95% confidence level is set on the tH production rate of 14.6 times the standard model prediction, with an expectation of$$ {19.3}_{-6.0}^{+9.2} $$ 19.3 − 6.0 + 9.2 . Finally, constraints are derived on the strength and structure of the coupling between the Higgs boson and the top quark from simultaneous extraction of the$$ \textrm{t}\overline{\textrm{t}}\textrm{H} $$ t t ¯ H and tH production rates, and the results are combined with those obtained in other Higgs boson decay channels. 
    more » « less
  4. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 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. 
    more » « less
  5. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> Differential measurements of Higgs boson production in theτ-lepton-pair decay channel are presented in the gluon fusion, vector-boson fusion (VBF),VHand$$ t\overline{t}H $$ t t ¯ H associated production modes, with particular focus on the VBF production mode. The data used to perform the measurements correspond to 140 fb−1of proton-proton collisions collected by the ATLAS experiment at the LHC. Two methods are used to perform the measurements: theSimplified Template Cross-Section(STXS) approach and anUnfolded Fiducial Differentialmeasurement considering only the VBF phase space. For the STXS measurement, events are categorized by their production mode and kinematic properties such as the Higgs boson’s transverse momentum ($$ {p}_{\textrm{T}}^{\textrm{H}} $$ p T H ), the number of jets produced in association with the Higgs boson, or the invariant mass of the two leading jets (mjj). For the VBF production mode, the ratio of the measured cross-section to the Standard Model prediction formjj> 1.5 TeV and$$ {p}_{\textrm{T}}^{\textrm{H}} $$ p T H > 200 GeV ($$ {p}_{\textrm{T}}^{\textrm{H}} $$ p T H < 200 GeV) is$$ {1.29}_{-0.34}^{+0.39} $$ 1.29 − 0.34 + 0.39 ($$ {0.12}_{-0.33}^{+0.34} $$ 0.12 − 0.33 + 0.34 ). This is the first VBF measurement for the higher-$$ {p}_{\textrm{T}}^{\textrm{H}} $$ p T H criteria, and the most precise for the lower-$$ {p}_{\textrm{T}}^{\textrm{H}} $$ p T H criteria. Thefiducialcross-section measurements, which only consider the kinematic properties of the event, are performed as functions of variables characterizing the VBF topology, such as the signed ∆ϕjjbetween the two leading jets. The measurements have a precision of 30%–50% and agree well with the Standard Model predictions. These results are interpreted in the SMEFT framework, and place the strongest constraints to date on the CP-odd Wilson coefficient$$ {c}_{H\overset{\sim }{W}} $$ c H W ~ . 
    more » « less
  • Citation Formats
  • MLA
  • APA
  • Chicago
  • BibTeX
  • Save / Share this Record
  • Send to Email