Measurement of the ZZ production cross section and search for the standard model Higgs boson in the four lepton final state in pp̄ collisions

V. M. Abazov, B. Abbott, B. S. Acharya, M. Adams, T. Adams, J. P. Agnew, G. D. Alexeev, G. Alkhazov, A. Alton, A. Askew, S. Atkins, K. Augsten, C. Avila, F. Badaud, L. Bagby, B. Baldin, D. V. Bandurin, S. Banerjee, E. Barberis, P. BaringerJ. F. Bartlett, U. Bassler, V. Bazterra, A. Bean, M. Begalli, L. Bellantoni, S. B. Beri, G. Bernardi, R. Bernhard, I. Bertram, M. Besançon, R. Beuselinck, P. C. Bhat, S. Bhatia, V. Bhatnagar, G. Blazey, S. Blessing, K. Bloom, A. Boehnlein, D. Boline, E. E. Boos, G. Borissov, A. Brandt, O. Brandt, R. Brock, A. Bross, D. Brown, X. B. Bu, M. Buehler, V. Buescher, V. Bunichev, S. Burdin, C. P. Buszello, E. Camacho-Pérez, B. C K Casey, H. Castilla-Valdez, S. Caughron, S. Chakrabarti, K. M. Chan, A. Chandra, E. Chapon, G. Chen, S. W. Cho, Suyong Choi, B. Choudhary, S. Cihangir, D. Claes, J. Clutter, M. Cooke, W. E. Cooper, M. Corcoran, F. Couderc, M. C. Cousinou, D. Cutts, A. Das, G. Davies, S. J. De Jong, E. De La Cruz-Burelo, F. Déliot, R. Demina, D. Denisov, S. P. Denisov, S. Desai, C. Deterre, K. Devaughan, H. T. Diehl, M. Diesburg, P. F. Ding, A. Dominguez, A. Dubey, L. V. Dudko, A. Duperrin, S. Dutt, M. Eads, D. Edmunds, J. Ellison, V. D. Elvira, Y. Enari, H. Evans, V. N. Evdokimov, L. Feng, T. Ferbel, F. Fiedler, F. Filthaut, W. Fisher, H. E. Fisk, M. Fortner, H. Fox, S. Fuess, A. Garcia-Bellido, J. A. García-González, V. Gavrilov, W. Geng, C. E. Gerber, Y. Gershtein, G. Ginther, G. Golovanov, P. D. Grannis, S. Greder, H. Greenlee, G. Grenier, Ph Gris, J. F. Grivaz, A. Grohsjean, S. Grünendahl, M. W. Grünewald, T. Guillemin, G. Gutierrez, P. Gutierrez, J. Haley, L. Han, K. Harder, A. Harel, J. M. Hauptman, J. Hays, T. Head, T. Hebbeker, D. Hedin, H. Hegab, A. P. Heinson, U. Heintz, C. Hensel, I. Heredia-De La Cruz, K. Herner, G. Hesketh, M. D. Hildreth, R. Hirosky, T. Hoang, J. D. Hobbs, B. Hoeneisen, J. Hogan, M. Hohlfeld, R. Hooper, I. Howley, Z. Hubacek, V. Hynek, I. Iashvili, Y. Ilchenko, R. Illingworth, A. S. Ito, S. Jabeen, M. Jaffré, A. Jayasinghe, J. Holzbauer, M. S. Jeong, R. Jesik, P. Jiang, K. Johns, E. Johnson, M. Johnson, A. Jonckheere, P. Jonsson, J. Joshi, A. W. Jung, A. Juste, E. Kajfasz, D. Karmanov, I. Katsanos, R. Kehoe, S. Kermiche, N. Khalatyan, A. Khanov, A. Kharchilava, Y. N. Kharzheev, I. Kiselevich, J. M. Kohli, A. V. Kozelov, J. Kraus, A. Kumar, A. Kupco, T. Kurča, V. A. Kuzmin, S. Lammers, P. Lebrun, H. S. Lee, S. W. Lee, W. M. Lee, X. Lei, J. Lellouch, D. Li, H. Li, L. Li, Q. Z. Li, J. K. Lim, D. Lincoln, J. Linnemann, V. V. Lipaev, R. Lipton, H. Liu, Y. Liu, A. Lobodenko, M. Lokajicek, R. Lopes De Sa, R. Luna-Garcia, A. L. Lyon, A. K A Maciel, R. Madar, R. Magaña-Villalba, S. Malik, V. L. Malyshev, J. Mansour, J. Martínez-Ortega, R. McCarthy, C. L. McGivern, M. M. Meijer, A. Melnitchouk, D. Menezes, P. G. Mercadante, M. Merkin, A. Meyer, J. Meyer, F. Miconi, N. K. Mondal, M. Mulhearn, E. Nagy, M. Narain, R. Nayyar, H. A. Neal, J. P. Negret, P. Neustroev, H. T. Nguyen, T. Nunnemann, J. Orduna, N. Osman, J. Osta, A. Pal, N. Parashar, V. Parihar, Sung Keun Park, R. Partridge, N. Parua, A. Patwa, B. Penning, M. Perfilov, Y. Peters, K. Petridis, G. Petrillo, P. Pétroff, M. A. Pleier, V. M. Podstavkov, A. V. Popov, M. Prewitt, D. Price, N. Prokopenko, J. Qian, A. Quadt, B. Quinn, P. N. Ratoff, I. Razumov, I. Ripp-Baudot, F. Rizatdinova, M. Rominsky, A. Ross, C. Royon, P. Rubinov, R. Ruchti, G. Sajot, A. Sánchez-Hernández, M. P. Sanders, A. S. Santos, G. Savage, L. Sawyer, T. Scanlon, R. D. Schamberger, Y. Scheglov, H. Schellman, C. Schwanenberger, R. Schwienhorst, J. Sekaric, H. Severini, E. Shabalina, V. Shary, S. Shaw, A. A. Shchukin, V. Simak, P. Skubic, P. Slattery, D. Smirnov, G. R. Snow, J. Snow, S. Snyder, S. Söldner-Rembold, L. Sonnenschein, K. Soustruznik, J. Stark, D. A. Stoyanova, M. Strauss, L. Suter, P. Svoisky, M. Titov, V. V. Tokmenin, Y. T. Tsai, D. Tsybychev, B. Tuchming, C. Tully, L. Uvarov, S. Uvarov, S. Uzunyan, R. Van Kooten, W. M. Van Leeuwen, N. Varelas, E. W. Varnes, I. A. Vasilyev, A. Y. Verkheev, L. S. Vertogradov, M. Verzocchi, M. Vesterinen, D. Vilanova, P. Vokac, H. D. Wahl, M. H L S Wang, J. Warchol, G. Watts, M. Wayne, J. Weichert, L. Welty-Rieger, M. R J Williams, G. W. Wilson, M. Wobisch, D. R. Wood, T. R. Wyatt, Y. Xie, R. Yamada, S. Yang, T. Yasuda, Y. A. Yatsunenko, W. Ye, Z. Ye, H. Yin, K. Yip, S. W. Youn, J. M. Yu, J. Zennamo, T. G. Zhao, B. Zhou, J. Zhu, M. Zielinski, D. Zieminska, L. Zivkovic

Research output: Contribution to journalArticle

10 Citations (Scopus)

Abstract

We present a measurement of Z boson pair production in pp̄ collisions at 1.96 TeV with 9.6 to 9.8 fb-1 of D0 data. We examine the final states eeee, eeμμ, and μμμμ. Based on selected data, the measured cross section in the mass region M(Z/γ*)>30 GeV is σ(pp̄→Z/γ*Z/γ *)=1.26-0.36+0.44(stat)-0.15+0.17(syst)±0.08(lumi) pb; after correcting for the expected ratio of σ(pp̄→Z/ γ*Z/γ*) to σ(pp̄→ ZZ), we derive a cross section for pp̄→ZZ production of 1.05-0.30+0.37(stat)-0.12+0.14(syst)±0.06(lumi) pb. This result is combined with a previous result from the ZZ→ℓ+-νν̄ channel resulting in a combined pp̄→ZZ cross section measurement of 1.32-0.25+0.29(stat)±0.12(syst)±0. 04(lumi) pb. These measurements are consistent with the standard model expectation of 1.43±0.10 pb. We extend this analysis to search for the standard model (SM) Higgs boson between 115 and 200 GeV. At a Higgs boson mass of 125 GeV, we expect to set a limit of 43 times the SM expectation at 95% C.L., and set a limit of 42 times the SM expectation at 95% C.L.

Original languageEnglish
Article number032008
JournalPhysical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
Volume88
Issue number3
DOIs
Publication statusPublished - 2013 Aug 15

    Fingerprint

ASJC Scopus subject areas

  • Nuclear and High Energy Physics

Cite this