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Journal Article PUBDB-2021-02946
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Measurements of production cross sections of the Higgs boson in the four-lepton final state in proton–proton collisions at $\sqrt{s} = 13\,\text {Te}\text {V} $

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2021
Springer Heidelberg

The European physical journal / C 81(6), 488 (1-47) () [10.1140/epjc/s10052-021-09200-x]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2021-016; CMS-HIG-19-001; arXiv:2103.04956

Abstract: Production cross sections of the Higgs boson are measured in the H $\to$ ZZ $\to$ $4\ell$ ($\ell$ $=$ e, $\mu$) decay channel. A data sample of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, collected by the CMS detector at the LHC and corresponding to an integrated luminosity of 137 fb$^{-1}$ is used. The signal strength modifier $\mu$, defined as the ratio of the Higgs boson production rate in the $4\ell$ channel to the standard model (SM) expectation, is measured to be $\mu$ $=$ 0.94 $\pm$ 0.07 (stat) ${}^{+0.09}_{-0.08}$ (syst) at a fixed value of $m_H$ = 125.38 GeV. The signal strength modifiers for the individual Higgs boson production modes are also reported. The inclusive fiducial cross section for the H $\to$ $4\ell$ process is measured to be 2.84 $^{+0.23}_{-0.22}$ (stat) ${}^{+0.26}_{-0.21}$ (syst) fb, which is compatible with the SM prediction of 2.84 $\pm$ 0.15 fb for the same fiducial region. Differential cross sections as a function of the transverse momentum and rapidity of the Higgs boson, the number of associated jets, and the transverse momentum of the leading associated jet are measured. A new set of cross section measurements in mutually exclusive categories targeted to identify production mechanisms and kinematical features of the events is presented. The results are in agreement with the SM predictions.

Keyword(s): p p: colliding beams ; Higgs particle: hadroproduction ; p p: scattering ; Z0: pair production ; Z0: leptonic decay ; Higgs particle: rapidity ; Higgs particle: transverse momentum ; jet: multiplicity ; transverse momentum dependence ; differential cross section: measured ; rapidity dependence ; multiplicity: dependence ; CERN LHC Coll ; kinematics ; category ; cross section: ratio: measured ; channel cross section: measured ; 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

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