Measurement of the Properties of a Higgs Boson in the Four-Lepton Final State
<p>The properties of a Higgs boson candidate are measured in the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">→</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>ℓ</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> decay channel, with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>ℓ</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>μ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, using data from <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> collisions corresponding to an integrated luminosity of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>5.1</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>fb</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at the center-of-mass energy of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>TeV</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>19.7</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>fb</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mtext>1</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>TeV</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, recorded with the CMS detector at the LHC. The new boson is observed as a narrow resonance with a local significance of 6.8 standard deviations, a measured mass of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn>125.6</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mtext>stat</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mtext>syst</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>GeV</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and a total width <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mo>≤</mml:mo><mml:mn>3.4</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mi>GeV</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at the 95% confidence level. The production cross section of the new boson times its branching fraction to four leptons is measured to be <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>0.93</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0.23</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>0.26</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mtext>stat</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0.09</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>0.13</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mtext>syst</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> times that predicted by the standard model. Its spin-parity properties are found to be consistent with the expectations for the standard-model Higgs boson. The hypotheses of a pseudoscalar and all tested spin-1 boson hypotheses are excluded at the 99% confidence level or higher. All tested spin-2 boson hypotheses are excluded at the 95% confidence level or higher.</p>
arXiv_1312.5353.pdf
openaccess
2.66 MB
Adobe PDF
886f9015d9127cadaf7841e8fd528822
fermilab-pub-13-610-cms.pdf
openaccess
2.54 MB
Adobe PDF
e044128cd79c236dc585a3c3bf267e09