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Measurements of the production cross-sections of a Higgs boson in association with a vector boson and decaying into $WW^\ast$ with the ATLAS detector at $\sqrt{s} = 13$ TeV

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2025

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Report No.: CERN-EP-2025-037; arXiv:2503.19420

Abstract: Measurements of the total and differential Higgs boson production cross-sections, via $WH$ and $ZH$ associated production using $H\rightarrow WW^\ast\rightarrow\ell\nu\ell\nu$ and $H\rightarrow WW^\ast\rightarrow\ell\nu jj$ decays, are presented. The analysis uses proton-proton events delivered by the Large Hadron Collider at a centre-of-mass energy of 13 TeV and recorded by the ATLAS detector between 2015 and 2018. The data correspond to an integrated luminosity of 140 fb$^{-1}$. The sum of the $WH$ and $ZH$ cross-sections times the $H\rightarrow WW^\ast$ branching fraction is measured to be $0.44^{+0.10}_{-0.09}$ (stat.) $^{+0.06}_{-0.05}$ (syst.) pb, in agreement with the Standard Model prediction. Higgs boson production is further characterised through measurements of the differential cross-section as a function of the transverse momentum of the vector boson and in the framework of Simplified Template Cross-Sections.


Note: 76 pages in total, author list starting on page 59, 18 figures, 21 tables, submitted to JHEP. All figures including auxiliary figures are available at http://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/HIGG-2023-09

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. DFG project G:(GEPRIS)469666862 - Präzisionstests des Standardmodells unter der Verwendung von geboosteten W/Z-Bosonen am Large Hadron Collider (469666862) (469666862)
  3. REALDARK - REAL-time discovery strategies for DARK matter and dark sector signals at the ATLAS detector with Run-3 LHC data (101002463) (101002463)
  4. DITTO - Comprehensive search for new phenomena in the dilepton spectrum at the LHC (101089007) (101089007)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2025
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