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Observation of electroweak production of W$^{+}$W$^{−}$ in association with jets in proton-proton collisions at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV with the ATLAS detector

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2024

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Report No.: CERN-EP-2024-015; arXiv:2403.04869

Abstract: A measurement of the production of W bosons with opposite electric charges in association with two jets is presented based on 140 fb$^{−1}$ of data collected by the ATLAS detector in proton-proton collisions at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV. The analysis is sensitive to the scattering of W bosons, which is of particular interest in the ATLAS physics programme as it can be used to probe the electroweak symmetry breaking mechanism of the Standard Model. This signal is observed with a significance of 7.1 standard deviations above the background expectation, while 6.2 standard deviations were expected. The measured cross-section is determined in a signal-enriched fiducial volume and is found to be 2.7 ± 0.5 fb, which is consistent with the theoretical prediction of $ {2.20}_{-0.13}^{+0.14} $ fb.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): p p: scattering ; p p: colliding beams ; W: pair production ; dijet: associated production ; jet: pair production ; W W: scattering ; channel cross section: measured ; electroweak interaction: symmetry breaking ; charge: electric ; ATLAS ; CERN LHC Coll ; background ; experimental results ; 13000 GeV-cms ; Hadron-Hadron Scattering


Note: 42 pages in total, author list starting page 25, 7 figures, 4 tables, published in JHEP 07 (2024) 254. All figures including auxiliary figures are available at http://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/STDM-2022-06 eutsche Forschungsgemeinschaft(DFG - CR 312/5-1);

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 2024
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