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Office of Scientific and Technical Information

Title: Measurement of the ZZ production cross section and Z → ℓ+ℓ'+ℓ' branching fraction in pp collisions at s = 13   TeV

Journal Article · · Physics Letters. B
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Four-lepton production in proton–proton collisions, pp→(Z/γ*)(Z/γ*)→ℓ+ℓ'+ℓ',where ℓ,ℓ'=e or μ, is studied at a center-of-mass energy of 13 TeV with the CMS detector at the LHC. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 2.6 fb–1. The ZZ production cross section, σ(pp → ZZ)=14.6–1.8+1.9(stat)–0.3+0.5(syst)±0.2(theo)±0.4(lumi)pb, is measured for events with two opposite-sign, same-flavor lepton pairs produced in the mass region 60+,mℓ'+ℓ'<120 GeV60+,mℓ'+ℓ'<120 GeV. The Z boson branching fraction to four leptons is measured to be B(Z→ℓ+ℓ'+ℓ')=4.9–0.7+0.8 (stat)–0.2+0.3 (syst)–0.1+0.2(theo)±0.1(lumi)×10–6 for the four-lepton invariant mass in the range 80+ℓ'+ℓ'<100 GeV80+ℓ'+ℓ'<100 GeV and dilepton mass m+ >4 GeV for all opposite-sign, same-flavor lepton pairs. Lastly, the results are in agreement with standard model predictions.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States); Argonne National Laboratory (ANL), Argonne, IL (United States); Princeton Univ., NJ (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359; SC0007968
OSTI ID:
1330899
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1294450; OSTI ID: 1600015
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-16-306-CMS; CMS-SMP-16-001; CERN-EP-2016-174; arXiv:1607.08834; S0370269316306256; PII: S0370269316306256
Journal Information:
Physics Letters. B, Journal Name: Physics Letters. B Vol. 763 Journal Issue: C; ISSN 0370-2693
Publisher:
ElsevierCopyright Statement
Country of Publication:
Netherlands
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 39 works
Citation information provided by
Web of Science

References (17)

ZZ production at hadron colliders in NNLO QCD journal July 2014
Measurements of four-lepton production in pp collisions at s = 8  TeV with the ATLAS detector journal February 2016
QCD corrections to Z Z production in gluon fusion at the LHC journal November 2015
Constraining anomalous H V V interactions at proton and lepton colliders journal February 2014
ZZ production at the LHC: Fiducial cross sections and distributions in NNLO QCD journal November 2015
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
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
Review of Particle Physics journal August 2014
New parton distributions for collider physics journal October 2010
Measurement of the pp ZZ production cross section and constraints on anomalous triple gauge couplings in four-lepton final states at s = 8 TeV journal January 2015
FEWZ 2.0: A code for hadronic Z production at next-to-next-to-leading order journal November 2011
MCFM for the Tevatron and the LHC journal August 2010
Spin and parity of a single-produced resonance at the LHC journal November 2012
Study of the four-fermion final state at the Z resonance journal March 1995
Measurements of the $$\mathrm{Z}$$ Z $$\mathrm{Z}$$ Z production cross sections in the $$2\mathrm{l} 2\nu $$ 2 l 2 ν channel in proton–proton collisions at $$\sqrt{s} = 7$$ s = 7 and $$8~\mathrm{TeV} $$ 8 TeV and combined constraints on triple gauge couplings journal October 2015
Event generator tunes obtained from underlying event and multiparton scattering measurements journal March 2016

Figures / Tables (9)


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