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U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Measurement of electroweak $$Z\left(\nu \overline{\nu}\right)\gamma jj$$ production and limits on anomalous quartic gauge couplings in pp collisions at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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  1. Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) (France); Aix-Marseille Univ., Marseille (France); ATLAS Collaboration. et al.
The electroweak production of $$Z\left(\nu \overline{\nu}\right)\gamma jj$$ in association with two jets is studied in a regime with a photon of high transverse momentum above 150 GeV using proton–proton collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV at the Large Hadron Collider. The analysis uses a data sample with an integrated luminosity of 139 fb–1 collected by the ATLAS detector during the 2015–2018 LHC data-taking period. This process is an important probe of the electroweak symmetry breaking mechanism in the Standard Model and is sensitive to quartic gauge boson couplings via vector-boson scattering. The fiducial $$Z\left(\nu \overline{\nu}\right)\gamma jj$$ cross section for electroweak production is measured to be $${0.77}_{-0.30}^{+0.34}$$ fb and is consistent with the Standard Model prediction. Evidence of electroweak $$Z\left(\nu \overline{\nu}\right)\gamma jj$$ production is found with an observed significance of 3.2σ for the background-only hypothesis, compared with an expected significance of 3.7σ. The combination of this result with the previously published ATLAS observation of electroweak $$Z\left(\nu \overline{\nu}\right)\gamma jj$$ production yields an observed (expected) signal significance of 6.3σ (6.6σ). Limits on anomalous quartic gauge boson couplings are obtained in the framework of effective field theory with dimension-8 operators.
Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
National Science Foundation (NSF); USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231
OSTI ID:
2282285
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Journal Name: Journal of High Energy Physics (Online) Journal Issue: 6 Vol. 2023; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (44)

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An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
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A New Method for Combining NLO QCD with Shower Monte Carlo Algorithms journal November 2004
Matching NLO QCD computations with parton shower simulations: the POWHEG method journal November 2007
A parton shower algorithm based on Catani-Seymour dipole factorisation journal March 2008
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Comix, a new matrix element generator journal December 2008
QCD matrix elements and truncated showers journal May 2009
NLO single-top production matched with shower in POWHEG: s - and t -channel contributions journal September 2009
A new tool for measuring detector performance in ATLAS journal April 2010
The new LUCID-2 detector for luminosity measurement and monitoring in ATLAS journal July 2018
Operation of the ATLAS trigger system in Run 2 journal October 2020
Characterisation and mitigation of beam-induced backgrounds observed in the ATLAS detector during the 2011 proton-proton run journal July 2013
Unitarity constraints on anomalous quartic couplings journal June 2020
High-precision QCD at hadron colliders: Electroweak gauge boson rapidity distributions at next-to-next-to leading order journal May 2004
Bosonic quartic couplings at CERN LHC journal May 2004
Isolating vector boson scattering at the CERN LHC: Gauge cancellations and the equivalent vector boson approximation versus complete calculations journal October 2006
New parton distributions for collider physics journal October 2010
Classifying the bosonic quartic couplings journal May 2016
Scattering Amplitudes with Open Loops journal March 2012
Herwig++ physics and manual journal November 2008
Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal February 2011
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
Herwig 7.0/Herwig++ 3.0 release note journal April 2016
OpenLoops 2 journal October 2019
Observation of electroweak production of two jets in association with an isolated photon and missing transverse momentum, and search for a Higgs boson decaying into invisible particles at 13 TeV with the ATLAS detector collection January 2021
Observation of electroweak production of same-sign W boson pairs in the two jet and two same-sign lepton final state in proton-proton collisions at $\sqrt{s} = $ 13 TeV collection January 2018
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Event generation with Sherpa 2.2 journal January 2019


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