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Measurement and effective field theory interpretation of the photon-fusion production cross section of a pair of W bosons in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

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2026

 GO

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Report No.: CERN-EP-2025-273; CMS-SMP-24-019; arXiv:2601.21574

Abstract: This analysis presents an observation of the photon-fusion production of W boson pairs using the CMS detector at the LHC. The total cross section of the W$^+$W$^-$ production in photon fusion is measured using proton-proton collision data with an integrated luminosity of 138 fb$^{-1}$ collected with the CMS detector in 2016$-$2018 at a center-of-mass energy of $\sqrt{s}$ = 13 TeV. Events are selected in the final state with one isolated electron and one isolated muon, and no additional tracks associated with the electron-muon production vertex. The total and fiducial production cross sections are 643$^{+82}_{-78}$ fb and 3.96$^{+0.53}_{-0.51}$ fb, respectively, in agreement with the standard model predictions of 631 $\pm$ 126 fb and 3.87 $\pm$ 0.77 fb. This agreement enables stringent constraints to be imposed on anomalous quartic gauge couplings within a dimension-8 effective field theory framework.


Note: Submitted to the Journal of High Energy Physics. All figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/SMP-24-019 (CMS Public Pages)

Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. DFG project G:(GEPRIS)390833306 - EXC 2121: Das Quantisierte Universum II (390833306) (390833306)
  3. HIDSS-0002 - DASHH: Data Science in Hamburg - Helmholtz Graduate School for the Structure of Matter (2019_IVF-HIDSS-0002) (2019_IVF-HIDSS-0002)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

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 Record created 2026-02-04, last modified 2026-02-04


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