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

Fiducial and differential cross-section measurements of electroweak $$W\gamma jj$$ production in $pp$ collisions at $$\sqrt{s} = 13$$ TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · European Physical Journal. C, Particles and Fields (Online)
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  1. Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Marseille (France). Institut National de Physique Nucleaire et de Physique des Particules (IN2P3), Marseille (France). Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM); Aix-Marseille Université, Marseille (France); ATLAS Collaboration. et al.
The observation of the electroweak production of a W boson and a photon in association with two jets, using pp collision data at the Large Hadron Collider at a centre of mass energy of $$\sqrt{s} = 13$$ TeV, is reported. The data were recorded by the ATLAS experiment from 2015 to 2018 and correspond to an integrated luminosity of 140 fb-1. This process is sensitive to the quartic gauge boson couplings via the vector boson scattering mechanism and provides a stringent test of the electroweak sector of the Standard Model. Events are selected if they contain one electron or muon, missing transverse momentum, at least one photon, and two jets. Multivariate techniques are used to distinguish the electroweak $$W\gamma jj$$ process from irreducible background processes. The observed significance of the electroweak $$W\gamma jj$$ process is well above six standard deviations, compared to an expected significance of 6.3 standard deviations. Fiducial and differential cross sections are measured in a fiducial phase space close to the detector acceptance, which are in reasonable agreement with leading order Standard Model predictions from MADGRAPH5+PYTHIA8 and SHERPA. The results are used to constrain new physics effects in the context of an effective field theory.
Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231
OSTI ID:
2563371
Journal Information:
European Physical Journal. C, Particles and Fields (Online), Journal Name: European Physical Journal. C, Particles and Fields (Online) Journal Issue: 10 Vol. 84; ISSN 1434-6052
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (48)

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PDF4LHC recommendations for LHC Run II journal January 2016
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Higgs plus two jet production via gluon fusion as a signal at the CERN LHC journal April 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
Production and integration of the ATLAS Insertable B-Layer journal May 2018
The new LUCID-2 detector for luminosity measurement and monitoring in ATLAS journal July 2018
Electron and photon performance measurements with the ATLAS detector using the 2015–2017 LHC proton-proton collision data journal December 2019
ATLAS data quality operations and performance for 2015–2018 data-taking journal April 2020
Performance of the ATLAS muon triggers in Run 2 journal September 2020
The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider journal August 2008
Unitarity constraints on anomalous quartic couplings journal June 2020
Measurement of the electroweak production of Wγ in association with two jets in proton-proton collisions at s=13  TeV journal August 2023
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
Measurement of the inclusive isolated prompt photon cross section in p p collisions at s = 7     TeV with the ATLAS detector journal March 2011
Classifying the bosonic quartic couplings journal May 2016
Review of Particle Physics journal August 2018
Determining the Structure of Higgs Couplings at the CERN Large Hadron Collider journal January 2002
Performance of pile-up mitigation techniques for jets in $$pp$$ p p collisions at $$\sqrt{s}=8$$ s = 8  TeV using the ATLAS detector journal October 2016
Performance of the ATLAS trigger system in 2015 journal May 2017
Jet reconstruction and performance using particle flow with the ATLAS Detector journal July 2017
Performance of missing transverse momentum reconstruction with the ATLAS detector using proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=13~\hbox {TeV}$$ s = 13 TeV journal November 2018
Performance of electron and photon triggers in ATLAS during LHC Run 2 journal January 2020
Differential cross-section measurements for the electroweak production of dijets in association with a Z boson in proton–proton collisions at ATLAS journal February 2021
Parton distributions from LHC, HERA, Tevatron and fixed target data: MSHT20 PDFs journal April 2021
Muon reconstruction and identification efficiency in ATLAS using the full Run 2 pp collision data set at $$\sqrt{s}=13$$ TeV journal July 2021
Jet energy scale and resolution measured in proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=13$$ TeV with the ATLAS detector journal August 2021
Luminosity determination in pp collisions at $$\sqrt{s}=13$$ TeV using the ATLAS detector at the LHC journal October 2023
The Large-Sample Distribution of the Likelihood Ratio for Testing Composite Hypotheses journal March 1938
Event generation with Sherpa 2.2 journal January 2019
Charmonium Spectroscopy from Radiative Decays of the J/ψ and ψ' report August 1982
Parton distributions from high-precision collider data text January 2017
Precise predictions for same-sign W-boson scattering at the LHC text January 2018