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Title: Measurement of Higgs boson production in the diphoton decay channel in p p collisions at center-of-mass energies of 7 and 8 TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
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Our measurement of the production processes of the recently discovered Higgs boson is performed in the two-photon final state using 4.5 fb₋1 of proton-proton collisions data at √s=7 TeV and 20.3 fb₋1 at √s=8 TeV collected by the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The number of observed Higgs boson decays to diphotons divided by the corresponding Standard Model prediction, called the signal strength, is found to be μ=1.17±0.27 at the value of the Higgs boson mass measured by ATLAS, mH=125.4 GeV. The analysis is optimized to measure the signal strengths for individual Higgs boson production processes at this value of mH. They are found to be μggF=1.32±0.38, μVBF=0.8±0.7, μWH=1.0±1.6, μZH=0.1+3.7₋0.1, and μtt¯H=1.6+2.7₋1.8, for Higgs boson production through gluon fusion, vector-boson fusion, and in association with a W or Z boson or a top-quark pair, respectively. In conclusion, compared with the previously published ATLAS analysis, the results reported here also benefit from a new energy calibration procedure for photons and the subsequent reduction of the systematic uncertainty on the diphoton mass resolution. We found no significant deviations from the predictions of the Standard Model.

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231
OSTI ID:
1181205
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1253326; OSTI ID: 1523999
Journal Information:
Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, Journal Name: Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology Vol. 90 Journal Issue: 11; ISSN 1550-7998
Publisher:
American Physical SocietyCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 174 works
Citation information provided by
Web of Science

References (87)

Global Conservation Laws and Massless Particles journal November 1964
Helac-Nlo journal March 2013
Measurement of the isolated diphoton cross section in p p collisions at s = 7 TeV with the ATLAS detector journal January 2012
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Improved luminosity determination in pp collisions at $\sqrt {s} = 7\ \mathrm{TeV}$ using the ATLAS detector at the LHC journal August 2013
Next-to-leading-order uncertainties in Higgs + 2 jets from gluon fusion journal May 2013
Measurement of the Higgs boson mass from the H γ γ and H Z Z * 4 channels in p p collisions at center-of-mass energies of 7 and 8 TeV with the ATLAS detector journal September 2014
A general framework for implementing NLO calculations in shower Monte Carlo programs: the POWHEG BOX journal June 2010
Evidence for the spin-0 nature of the Higgs boson using ATLAS data journal October 2013
Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC journal September 2012
Symmetry Breaking in Non-Abelian Gauge Theories journal March 1967
NNLO corrections to the total cross section for Higgs boson production in hadron–hadron collisions journal August 2003
Higgs boson production at hadron colliders in NNLO QCD journal December 2002
Higgs boson production at the LHC: transverse momentum resummation effects in the H → γγ, H → WW → lνlν and H → ZZ → 4l decay modes journal June 2012
Measurement of the muon reconstruction performance of the ATLAS detector using 2011 and 2012 LHC proton–proton collision data journal November 2014
Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC journal September 2012
NLO electroweak corrections to Higgs boson production at hadron colliders journal December 2008
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
NLO Higgs boson production via vector-boson fusion matched with shower in POWHEG journal February 2010
Electron reconstruction and identification efficiency measurements with the ATLAS detector using the 2011 LHC proton–proton collision data journal July 2014
Higgs production via gluon fusion in the POWHEG approach in the SM and in the MSSM journal February 2012
Combined search for the Standard Model Higgs boson in p p collisions at s = 7 TeV with the ATLAS detector journal August 2012
Associated Higgs boson production with top quarks at the CERN Large Hadron Collider: NLO QCD corrections journal August 2003
On the characterisation of the underlying event journal April 2010
Spontaneous Symmetry Breakdown without Massless Bosons journal May 1966
Production of Higgs bosons in proton colliders. QCD corrections journal August 1991
Event generation with SHERPA 1.1 journal February 2009
The ATLAS Simulation Infrastructure journal September 2010
Electroweak radiative corrections to associated WH and ZH production at hadron colliders journal October 2003
Heavy-quark mass effects in Higgs boson production at the LHC journal September 2013
Approximate Tests of Correlation in Time-Series journal January 1949
Abstracts of Papers journal June 1958
Broken symmetries, massless particles and gauge fields journal September 1964
The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider journal August 2008
Matching NLO QCD computations with parton shower simulations: the POWHEG method journal November 2007
Herwig++ physics and manual journal November 2008
NLO QCD corrections to production in hadron collisions journal March 2003
Probing color-singlet exchange in Z + 2 -jet events at the CERN LHC journal December 1996
Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons journal October 1964
Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons journal August 1964
NNLO QCD corrections to the Higgs-strahlung processes at hadron colliders journal January 2004
Theory uncertainties for Higgs mass and other searches using jet bins journal February 2012
NLO Higgs boson production via gluon fusion matched with shower in POWHEG journal April 2009
Measurements of fiducial and differential cross sections for Higgs boson production in the diphoton decay channel at s = 8 $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV with ATLAS journal September 2014
New Generation of Parton Distributions with Uncertainties from Global QCD Analysis journal July 2002
Vbfnlo: A parton level Monte Carlo for processes with electroweak bosons journal September 2009
A brief introduction to PYTHIA 8.1 journal June 2008
Measurement of the inclusive isolated prompt photon cross section in p p collisions at s = 7 TeV with the ATLAS detector journal March 2011
Effect of anomalous couplings on the associated production of a single top quark and a Higgs boson at the LHC journal December 2013
New parton distributions for collider physics journal October 2010
A New Method for Combining NLO QCD with Shower Monte Carlo Algorithms journal November 2004
Higgs boson production at the LHC journal October 1995
Exclusive Higgs boson production with bottom quarks at hadron colliders journal April 2004
Next-to-Next-to-Leading Order Higgs Production at Hadron Colliders journal May 2002
Hadronic production of a Higgs boson and two jets at next-to-leading order journal April 2010
Observation of the diphoton decay of the Higgs boson and measurement of its properties journal October 2014
Strong and Electroweak Corrections to the Production of a Higgs Boson + 2 Jets via Weak Interactions at the Large Hadron Collider journal October 2007
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Higgs Radiation Off Top Quarks at the Tevatron and the LHC journal October 2001
Higgs Production in Association with Bottom Quarks at Hadron Colliders journal January 2006
Radiative corrections to Higgs boson production journal August 1991
Lifting degeneracies in Higgs couplings using single top production in association with a Higgs boson journal May 2013
Electroweak corrections to Higgs-strahlung off W/Z bosons at the Tevatron and the LHC with Hawk journal March 2012
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Single top and Higgs associated production at the LHC journal February 2010
Higgs boson production in bottom quark fusion at next-to-next-to-leading order journal July 2003
Next-to-leading order Higgs + 2 jet production via gluon fusion journal October 2006
Bounding the Higgs Boson Width through Interferometry journal September 2013
Next-to-leading order QCD corrections to p p t t ¯ h at the CERN Large Hadron Collider journal April 2003
Electroweak and QCD corrections to Higgs production via vector-boson fusion at the CERN LHC journal January 2008
Study of the Mass and Spin-Parity of the Higgs Boson Candidate via Its Decays to Z Boson Pairs journal February 2013
Hard photon production and matrix-element parton-shower merging journal February 2010
MadEvent: automatic event generation with MadGraph journal February 2003
Pileup subtraction using jet areas journal January 2008
Geant4—a simulation toolkit
  • Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 506, Issue 3 https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
journal July 2003
Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal February 2011
Performance of the ATLAS Trigger System in 2010 journal January 2012
HDECAY: a program for Higgs boson decays in the Standard Model and its supersymmetric extension journal January 1998
Associated production of the Higgs boson and a single top quark at hadron colliders journal October 2001
Measurements of Higgs boson production and couplings in diboson final states with the ATLAS detector at the LHC journal October 2013
Higgs radiation off bottom quarks at the Fermilab Tevatron and the CERN LHC journal October 2004
Higgs Boson Production via Vector-Boson Fusion at Next-to-Next-to-Leading Order in QCD journal July 2010
Measurement of isolated-photon pair production in pp collisions at $ \sqrt{s}=7\;TeV $ with the ATLAS detector journal January 2013
Resonance-Continuum Interference in the Diphoton Higgs Signal at the LHC journal June 2003
Two-loop light fermion contribution to Higgs production and decays journal August 2004
Single top and Higgs associated production as a probe of the $Ht\overline{t}$ coupling sign at the LHC journal January 2013