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Measurements of pp $\to$ ZZ production cross sections and constraints on anomalous triple gauge couplings at $\sqrt{s} =$ 13 TeV

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2020

1-42 () [10.3204/PUBDB-2020-03553]  GO

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Report No.: CERN-EP-2020-145; CMS-SMP-19-001; arXiv:2009.01186

Abstract: The production of Z boson pairs in proton-proton (pp) collisions, pp $\to$ (Z/$\gamma^*$)(Z/$\gamma^*$) $\to$ 2$\ell$ 2$\ell'$, where $\ell,\ell'$ = e or $\mu$, is studied at a center-of-mass energy of 13 TeV with the CMS detector at the CERN LHC. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 137 fb$^{-1}$, collected during 2016-2018. The ZZ production cross section, $\sigma_{\text{tot}}$ (pp $\to$ ZZ) = 17.2 $\pm$ 0.3 (stat) $\pm$ 0.5 (syst) $\pm$ 0.4 (theo) $\pm$ 0.3 (lumi) pb, measured for events with two pairs of opposite-sign, same-flavor leptons produced in the mass region 60 $\lt m_{\ell^+\ell^-} \lt $ 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 ZZZ and ZZ$\gamma$ couplings.

Keyword(s): p p: scattering ; p p: colliding beams ; Z0: pair production ; Z0: leptonic decay ; coupling: gauge ; coupling: (3gauge boson) ; coupling: anomaly ; total cross section: measured ; differential cross section: measured ; transverse momentum dependence ; mass dependence ; angular dependence ; energy dependence ; coupling constant: upper limit ; CERN LHC Coll ; dilepton: mass spectrum ; mass spectrum: (4lepton) ; CERN Lab ; final state: (4lepton) ; electron: pair production ; muon: pair production ; CMS ; experimental results ; 13000 GeV-cms


Note: Submitted to EPJC. All figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/SMP-19-001 (CMS Public Pages) [This version correct the report number.]Submitted to Eur.Phys.J.
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2020
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