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Measurements of $W^+W^-+\ge 1~$jet production cross-sections in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=13~$TeV with the ATLAS detector

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2021

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Report No.: CERN-EP-2021-030; arXiv:2103.10319

Abstract: Fiducial and differential measurements of $W^+W^-$ production in events with at least one hadronic jet are presented. These cross-section measurements are sensitive to the properties of electroweak-boson self-interactions and provide a test of perturbative quantum chromodynamics and the electroweak theory. The analysis is performed using proton$-$proton collision data collected at $\sqrt{s}=13~$TeV with the ATLAS experiment, corresponding to an integrated luminosity of 139$~$fb$^{-1}$. Events are selected with exactly one oppositely charged electron$-$muon pair and at least one hadronic jet with a transverse momentum of $p_{\mathrm{T}}>30~$GeV and a pseudorapidity of $|\eta|<4.5$. After subtracting the background contributions and correcting for detector effects, the jet-inclusive $W^+W^-+\ge 1~$jet fiducial cross-section and $W^+W^-+$ jets differential cross-sections with respect to several kinematic variables are measured, thus probing a previously unexplored event topology at the LHC. These measurements include leptonic quantities, such as the lepton transverse momenta and the transverse mass of the $W^+W^-$ system, as well as jet-related observables such as the leading jet transverse momentum and the jet multiplicity. Limits on anomalous triple-gauge-boson couplings are obtained in a phase space where interference between the Standard Model amplitude and the anomalous amplitude is enhanced.

Keyword(s): * Automatic Keywords * ; jet: hadronic ; jet: transverse momentum ; jet: multiplicity ; jet: production ; lepton: transverse momentum ; mass: transverse ; muon: pair ; p p: scattering ; ATLAS ; TeV ; differential cross section ; electroweak interaction ; quantum chromodynamics ; CERN LHC Coll ; interference ; phase space ; kinematics ; background ; electron ; rapidity ; topology ; GeV


Note: 67 pages in total, author list starting page 51, 14 figures, 9 tables, submitted to JHEP. All figures including auxiliary figures are available at https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/STDM-2018-34/

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2021
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Measurements of W$^+$W$^−$+ ≥ 1 jet production cross-sections in $pp$ collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV with the ATLAS detector
Journal of high energy physics 2021(6), 3 (1-58) () [10.1007/JHEP06(2021)003]  GO OpenAccess  Download fulltext Files  Download fulltextFulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS


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