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Office of Scientific and Technical Information

Title: Measurements of the Higgs boson inclusive and differential fiducial cross-sections in the diphoton decay channel with pp collisions at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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  1. SLAC

A measurement of inclusive and differential fiducial cross-sections for the production of the Higgs boson decaying into two photons is performed using 139 fb–1 of proton-proton collision data recorded at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV by the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider. The inclusive cross-section times branching ratio, in a fiducial region closely matching the experimental selection, is measured to be 67 ± 6 fb, which is in agreement with the state-of-the-art Standard Model prediction of 64 ± 4 fb. Extrapolating this result to the full phase space and correcting for the branching ratio, the total cross-section for Higgs boson production is estimated to be 58 ± 6 pb. In addition, the cross-sections in four fiducial regions sensitive to various Higgs boson production modes and differential cross-sections as a function of either one or two of several observables are measured. All the measurements are found to be in agreement with the Standard Model predictions. The measured transverse momentum distribution of the Higgs boson is used as an indirect probe of the Yukawa coupling of the Higgs boson to the bottom and charm quarks. In addition, five differential cross-section measurements are used to constrain anomalous Higgs boson couplings to vector bosons in the Standard Model effective field theory framework.

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; AC02-76SF00515
OSTI ID:
1886944
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Journal Name: Journal of High Energy Physics (Online) Journal Issue: 8 Vol. 2022; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

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Digging for top squarks from Higgs data: from signal strengths to differential distributions journal November 2018
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Light quark Yukawa couplings from Higgs kinematics journal December 2016
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Fiducial distributions in Higgs and Drell-Yan production at N3LL+NNLO journal December 2018
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Precise QCD description of the Higgs boson transverse momentum spectrum journal January 2019
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Next-to-leading Corrections to the Higgs Boson Transverse Momentum Spectrum in Gluon Fusion journal December 2002
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Radiative corrections to the semileptonic and hadronic Higgs-boson decays H→WW/ZZ→4 fermions journal February 2007
Higgs plus two jet production via gluon fusion as a signal at the CERN LHC journal April 2007
A positive-weight next-to-leading-order Monte Carlo for heavy flavour hadroproduction journal September 2007
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 catchment area of jets journal April 2008
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Single-top hadroproduction in association with a W boson journal July 2008
Comix, a new matrix element generator journal December 2008
QCD matrix elements and truncated showers journal May 2009
Finite top mass effects for hadronic Higgs production at next-to-next-to-leading order journal November 2009
A practical guide to event generation for prompt photon production with Sherpa journal March 2017
The new LUCID-2 detector for luminosity measurement and monitoring in ATLAS journal July 2018
Soft gluon effects on lepton pairs at hadron colliders journal November 1997
Associated Higgs boson production with top quarks at the CERN Large Hadron Collider: NLO QCD corrections journal August 2003
Electroweak radiative corrections to associated WH and ZH production at hadron colliders journal October 2003
Exclusive Higgs boson production with bottom quarks at hadron colliders journal April 2004
Higgs radiation off bottom quarks at the Fermilab Tevatron and the CERN LHC journal October 2004
Precise predictions for the Higgs-boson decay H → W W / Z Z → 4 leptons journal July 2006
Electroweak and QCD corrections to Higgs production via vector-boson fusion at the CERN LHC journal January 2008
Factorization at the LHC: From parton distribution functions to initial state jets journal May 2010
Improved resummation prediction on Higgs boson production at hadron colliders journal November 2012
Jet p T resummation in Higgs production at NNLL ′ + NNLO journal March 2014
Combining resummed Higgs predictions across jet bins journal April 2014
Vices and virtues of Higgs effective field theories at large energy journal March 2015
Higgs boson production in association with top quarks in the POWHEG BOX journal May 2015
Helicity selection rules and noninterference for BSM amplitudes journal March 2017
Higher order corrections to mixed QCD-EW contributions to Higgs boson production in gluon fusion journal March 2018
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Higgs Boson Gluon-Fusion Production in QCD at Three Loops journal May 2015
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Bootstrapping Rapidity Anomalous Dimensions for Transverse-Momentum Resummation journal January 2017
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Higgs Transverse Momentum with a Jet Veto: A Double-Differential Resummation journal June 2020
Higgs pT Spectrum and Total Cross Section with Fiducial Cuts at Third Resummed and Fixed Order in QCD journal August 2021
Determining the Structure of Higgs Couplings at the CERN Large Hadron Collider journal January 2002
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Automated one-loop calculations with GoSam journal March 2012
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
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Higgs production in association with a single top quark at the LHC journal June 2015
Herwig 7.0/Herwig++ 3.0 release note journal April 2016
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tWH associated production at the LHC journal January 2017
Parton distributions from high-precision collider data: NNPDF Collaboration journal October 2017
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OpenLoops 2 journal October 2019
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