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Journal Article PUBDB-2021-01404
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Measurements of ${\mathrm{p}} {\mathrm{p}} \rightarrow {\mathrm{Z}} {\mathrm{Z}} $ production cross sections and constraints on anomalous triple gauge couplings at $\sqrt{s} = 13\,\text {TeV} $

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2021
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The European physical journal / C 81(3), 200 () [10.1140/epjc/s10052-020-08817-8]
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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 (${\mathrm{p}} {\mathrm{p}} $) collisions, ${{\mathrm{p}} {\mathrm{p}} \rightarrow ({\mathrm{Z}}/\gamma ^*)({\mathrm{Z}}/\gamma ^*) \rightarrow 2\ell 2\ell '}$, where ${\ell ,\ell ' = {\mathrm{e}}}$ or ${{\mu }}$, is studied at a center-of-mass energy of 13$\,\text {TeV}$ with the CMS detector at the CERN LHC. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 137$\,\text {fb}^{-1}$, collected during 2016–2018. The ${\mathrm{Z}} {\mathrm{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} $, measured for events with two pairs of opposite-sign, same-flavor leptons produced in the mass region ${60< m_{\ell ^+\ell ^-} < 120\,\text {GeV}}$ 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}} $ and ${{\mathrm{Z}} {\mathrm{Z}} \gamma }$ 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

Classification:
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. DFG project 390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2021
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; SCOAP3 OpenAccess ; DOAJ ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; DOAJ Seal ; Ebsco Academic Search ; Essential Science Indicators ; IF < 5 ; JCR ; NationallizenzNationallizenz ; SCOAP3 sponsored Journal ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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