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Search for Higgs boson production at high transverse momentum in the WW decay channel in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

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2026

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Report No.: CERN-EP-2026-033; CMS-HIG-24-008; arXiv:2603.22233

Abstract: A search for Higgs boson (\PH) production at high transverse momentum ($p_\mathrm{T}$) in the WW decay channel is presented. The analysis uses proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV recorded by the CMS experiment in 2016$-$2018, corresponding to an integrated luminosity of 138 fb$^{-1}$. The visible decay products of the Higgs boson are reconstructed as a single large-radius jet with one isolated lepton or none (1$\ell$ and 0$\ell$, respectively; $\ell$ = e, $μ$). The \PH-candidate jets are identified using an advanced transformer-based algorithm and are calibrated with the Lund jet plane reweighting technique. The 1$\ell$ channel is further split into gluon fusion, vector boson fusion, and associated production with hadronically decaying vector boson categories, while the 0$\ell$ channel considers all production processes inclusively. The measured cross section times the H $\to$ WW branching fraction relative to the standard model expectation is $μ$ = $-$0.19$^{+0.48}_{-0.46}$, indicating no evidence of a signal above the background. This measurement represents the first dedicated study of highly Lorentz-boosted H $\to$ WW decays, complementing earlier searches for high-$p_\mathrm{T}$ Higgs boson in other decay channels.


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/HIG-24-008 (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. HIDSS-0002 - DASHH: Data Science in Hamburg - Helmholtz Graduate School for the Structure of Matter (2019_IVF-HIDSS-0002) (2019_IVF-HIDSS-0002)
  3. DFG project G:(GEPRIS)390833306 - EXC 2121: Das Quantisierte Universum II (390833306) (390833306)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

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