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

Constraining off-shell Higgs boson production and the Higgs boson total width using WW → ℓνℓν final states with the ATLAS detector

Journal Article · · Physics Letters. B
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  1. Aix-Marseille Univ., Marseille (France)
A measurement of off-shell Higgs boson production is performed in the H* → WW channel. The measurement uses a proton–proton collision dataset with an integrated luminosity of 140 fb-1 collected at a centre-of-mass energy of 13 TeV by the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. Final states in which both W bosons decay leptonically are targeted, and events are categorised based on the flavour of the final-state leptons, the jet multiplicity, and the output of neural network-based classifiers. The data are found to be compatible with the Standard Model expectation. An observed (expected) upper bound on the 95 % symmetric confidence level interval is set on the rate of off-shell Higgs boson production at a value of 3.4 (4.4) times the Standard Model prediction. These results are combined with the results from the measurement of on-shell Higgs boson production in the same final states to obtain an observed (expected) upper bound at 95 % confidence level on the Higgs boson total width of 13.1 (17.3) MeV.
Research Organization:
Univ. of Colorado, Boulder, CO (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), Nuclear Physics (NP)
Grant/Contract Number:
AC02-76SF00515; FG02-03ER41244
OSTI ID:
3020341
Journal Information:
Physics Letters. B, Journal Name: Physics Letters. B Vol. 870; ISSN 0370-2693
Publisher:
ElsevierCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (82)

NNLO corrections to top pair production at hadron colliders: the quark-gluon reaction journal January 2013
NLO Higgs boson production via vector-boson fusion matched with shower in POWHEG journal February 2010
QCD matrix elements + parton showers. The NLO case journal April 2013
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NNLO corrections to top-pair production at hadron colliders: the all-fermionic scattering channels journal December 2012
Doubly charged Higgs bosons journal December 1985
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
A brief introduction to PYTHIA 8.1 journal June 2008
Top++: A program for the calculation of the top-pair cross-section at hadron colliders journal November 2014
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
Collier: A fortran-based complex one-loop library in extended regularizations journal March 2017
The Fake Factor Method and its relation to the Matrix Method
  • Lehmann, Konstantin; Stelzer, Bernd
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 1054 https://doi.org/10.1016/j.nima.2023.168376
journal September 2023
The minimal composite Higgs model journal July 2005
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