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  • Measurements of inclusive and differential Higgs boson production cross sections at $$\sqrt{\text{s}}=13.6$$ TeV in the H → γγ decay channel

This content will become publicly available on September 1, 2026

Title: Measurements of inclusive and differential Higgs boson production cross sections at $$\sqrt{\text{s}}=13.6$$ TeV in the H → γγ decay channel
A<sc>bstract</sc> Inclusive and differential cross sections for Higgs boson production in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 13.6 TeV are measured using data collected with the CMS detector at the LHC in 2022, corresponding to an integrated luminosity of 34.7 fb−1. Events with the diphoton final state are selected, and the measured inclusive fiducial cross section is$${\sigma }_{\text{fid}}={74}\pm {11}{\left({\text{stat}}\right)}_{-4}^{+5}\left({\text{syst}}\right)$$fb, in agreement with the standard model prediction of 67.8 ± 3.8 fb. Differential cross sections are measured as functions of several observables: the Higgs boson transverse momentum and rapidity, the number of associated jets, and the transverse momentum of the leading jet in the event. Within the uncertainties, the differential cross sections agree with the standard model predictions.  more » « less
Award ID(s):
2121686
PAR ID:
10643496
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
Springer
Date Published:
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2025
Issue:
9
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> The measurements of the Higgs boson (H) production cross sections performed by the CMS Collaboration in the four-lepton (4ℓ, ℓ= e,μ) final state at a center-of-mass energy$$\sqrt{s}$$= 13.6 TeV are presented. These measurements are based on data collected with the CMS detector at the CERN LHC in 2022, corresponding to an integrated luminosity of 34.7 fb−1. Cross sections are measured in a fiducial region closely matching the experimental acceptance, both inclusively and differentially, as a function of the transverse momentum and the absolute value of the rapidity of the four-lepton system. The H → ZZ → 4ℓinclusive fiducial cross section is measured to be$${2.89}_{-0.49}^{+0.53}{\left({\text{stat}}\right)}_{-0.21}^{+0.29}\left({\text{syst}}\right)$$fb, in agreement with the standard model expectation of$${3.09}_{-0.24}^{+0.27}$$fb. 
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  2. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> The measurements of the inclusive and differential fiducial cross sections of the Higgs boson decaying to a pair of photons are presented. The analysis is performed using proton-proton collisions data recorded with the CMS detector at the LHC at a centre-of-mass energy of 13 TeV and corresponding to an integrated luminosity of 137 fb−1. The inclusive fiducial cross section is measured to be$$ {\sigma}_{\textrm{fid}}={73.4}_{-5.3}^{+5.4}{\left(\textrm{stat}\right)}_{-2.2}^{+2.4}\left(\textrm{syst}\right) $$ σ fid = 73.4 − 5.3 + 5.4 stat − 2.2 + 2.4 syst fb, in agreement with the standard model expectation of 75.4 ± 4.1 fb. The measurements are also performed in fiducial regions targeting different production modes and as function of several observables describing the diphoton system, the number of additional jets present in the event, and other kinematic observables. Two double differential measurements are performed. No significant deviations from the standard model expectations are observed. 
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  3. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 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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  4. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> Measurements of Higgs boson production cross-sections are carried out in the diphoton decay channel using 139 fb−1ofppcollision data at$$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV collected by the ATLAS experiment at the LHC. The analysis is based on the definition of 101 distinct signal regions using machine-learning techniques. The inclusive Higgs boson signal strength in the diphoton channel is measured to be$$ {1.04}_{-0.09}^{+0.10} $$ 1.04 − 0.09 + 0.10 . Cross-sections for gluon-gluon fusion, vector-boson fusion, associated production with aWorZboson, and top associated production processes are reported. An upper limit of 10 times the Standard Model prediction is set for the associated production process of a Higgs boson with a single top quark, which has a unique sensitivity to the sign of the top quark Yukawa coupling. Higgs boson production is further characterized through measurements of Simplified Template Cross-Sections (STXS). In total, cross-sections of 28 STXS regions are measured. The measured STXS cross-sections are compatible with their Standard Model predictions, with ap-value of 93%. The measurements are also used to set constraints on Higgs boson coupling strengths, as well as on new interactions beyond the Standard Model in an effective field theory approach. No significant deviations from the Standard Model predictions are observed in these measurements, which provide significant sensitivity improvements compared to the previous ATLAS results. 
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  5. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> A search for dark matter produced in association with a Higgs boson in final states with two hadronically decayingτ-leptons and missing transverse momentum is presented. The analysis uses 139 fb−1of proton-proton collision data at$$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV collected by the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider between 2015 and 2018. No evidence of physics beyond the Standard Model is found. The results are interpreted in terms of a 2HDM+amodel featuring two scalar Higgs doublets and a pseudoscalar singlet field. Exclusion limits on the parameters of the model in selected benchmark scenarios are derived at 95% confidence level. Model-independent limits are also set on the visible cross-section for processes beyond the Standard Model producing missing transverse momentum in association with a Higgs boson decaying intoτ-leptons. 
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