Observation of Z decays to four leptons with the CMS detector at the LHC
Authors:   The CMS collaboration, Chatrchyan S. , Khachatryan V. , Sirunyan A. M. , Tumasyan A. , Adam W. , Aguilo E. , Bergauer T. , Dragicevic M. , Erö J. , Fabjan C. , Friedl M. , Frühwirth R. , Ghete V. M. , Hammer J. , Hörmann N. , Hrubec J. , Jeitler M. , Kiesenhofer W. , Knünz V. , Krammer M. , Liko D. , Mikulec I. , Pernicka M. , Rahbaran B. , Rohringer C. , Rohringer H. , Schöfbeck R. , Strauss J. , Taurok A. , Wagner P. , Waltenberger W. , Walzel G. , Widl E. , Wulz C.-E. , Mossolov V. , Shumeiko N. , Gonzalez J. Suarez , Bansal S. , Cornelis T. , De Wolf E. A. , Janssen X. , Luyckx S. , Mucibello L. , Ochesanu S. , Roland B. , Rougny R. , Selvaggi M. , Staykova Z. , Van Haevermaet H. , Van Mechelen P. , Van Remortel N. , Van Spilbeeck A. , Blekman F. , Blyweert S. , D’Hondt J. , Suarez R. Gonzalez , Kalogeropoulos A. , Maes M. , Olbrechts A. , Van Doninck W. , Van Mulders P. , Van Onsem G. P. , Villella I. , Clerbaux B. , De Lentdecker G. , Dero V. , Gay A. P. R. , Hreus T. , Léonard A. , Marage P. E. , Mohammadi A. , Reis T. , Thomas L. , Velde C. Vander , Vanlaer P. , Wang J. , Adler V. , Beernaert K. , Cimmino A. , Costantini S. , Garcia G. , Grunewald M. , Klein B. , Lellouch J. , Marinov A. , Mccartin J. , Rios A.A. Ocampo , Ryckbosch D. , Strobbe N. , Thyssen F. , Tytgat M. , Verwilligen P. , Walsh S. , Yazgan E. , Zaganidis N. , Basegmez S. , Bruno G. , Castello R. , Ceard L. , Delaere C. , du Pree T. , Favart D. , Forthomme L. , Giammanco A. , Hollar J. , Lemaitre V. , Liao J. , Militaru O. , Nuttens C. , Pagano D. , Pin A. , Piotrzkowski K. , Schul N. , Garcia J. M. Vizan , Beliy N. , Caebergs T. , Daubie E. , Hammad G. H. , Alves G. A. , Junior M. Correa Martins , De Jesus Damiao D. , Martins T. , Pol M. E. , Souza M. H. G. , Júnior W. L. Aldá , Carvalho W. , Custódio A. , Da Costa E. M. , De Oliveira Martins C. , De Souza S. Fonseca , Figueiredo D. Matos , Mundim L. , Nogima H. , Oguri V. , Da Silva W. L. Prado , Santoro A. , Jorge L. Soares , Sznajder A. , Bernardes C. A. , Dias F. A. , Tomei T. R. Fernandez Perez , Gregores E. M. , Lagana C. , Marinho F. , Mercadante P. G. , Novaes S. F. , Padula Sandra S. , Genchev V. , Iaydjiev P. , Piperov S. , Rodozov M. , Stoykova S. , Sultanov G. , Tcholakov V. , Trayanov R. , Vutova M. , Dimitrov A. , Hadjiiska R. , Kozhuharov V. , Litov L. , Pavlov B. , Petkov P. , Bian J. G. , Chen G. M. , Chen H. S. , Jiang C. H. , Liang D. , Liang S. , Meng X. , Tao J. , Wang J. , Wang X. , Wang Z. , Xiao H. , Xu M. , Zang J. , Zhang Z. , Asawatangtrakuldee C. , Ban Y. , Guo S. , Guo Y. , Li W. , Liu S. , Mao Y. , Qian S. J. , Teng H. , Wang D. , Zhang L. , Zhu B. , Zou W. , Avila C. , Gomez J. P. , Moreno B. Gomez , Oliveros A. F. Osorio , Sanabria J. C. , Godinovic N. , Lelas D. , Plestina R. , Polic D. , Puljak I. , Antunovic Z. , Kovac M. , Brigljevic V. , Duric S. , Kadija K. , Luetic J. , Morovic S. , Attikis A. , Galanti M. , Mavromanolakis G. , Mousa J. , Nicolaou C. , Ptochos F. , Razis P. A. , Finger M. , Finger M. , Assran Y. , Elgammal S. , Kamel A. Ellithi , Mahmoud M. A. , Radi A. , Kadastik M. , Müntel M. , Raidal M. , Rebane L. , Tiko A. , Eerola P. , Fedi G. , Voutilainen M. , Härkönen J. , Heikkinen A. , Karimäki V. , Kinnunen R. , Kortelainen M. J. , Lampén T. , Lassila-Perini K. , Lehti S. , Lindén T. , Luukka P. , Mäenpää T. , Peltola T. , Tuominen E. , Tuominiemi J. , Tuovinen E. , Ungaro D. , Wendland L. , Banzuzi K. , Karjalainen A. , Korpela A. , Tuuva T. , Besancon M. , Choudhury S. , Dejardin M. , Denegri D. , Fabbro B. , Faure J. L. , Ferri F. , Ganjour S. , Givernaud A. , Gras P. , de Monchenault G. Hamel , Jarry P. , Locci E. , Malcles J. , Millischer L. , Nayak A. , Rander J. , Rosowsky A. , Shreyber I. , Titov M. , Baffioni S. , Beaudette F. , Benhabib L. , Bianchini L. , Bluj M. , Broutin C. , Busson P. , Charlot C. , Daci N. , Dahms T. , Dobrzynski L. , de Cassagnac R. Granier , Haguenauer M. , Miné P. , Mironov C. , Nguyen M. , Ochando C. , Paganini P. , Sabes D. , Salerno R. , Sirois Y. , Veelken C. , Zabi A. , Agram J.-L. , Andrea J. , Bloch D. , Bodin D. , Brom J.-M. , Cardaci M. , Chabert E. C. , Collard C. , Conte E. , Drouhin F. , Ferro C. , Fontaine J.-C. , Gelé D. , Goerlach U. , Juillot P. , Le Bihan A.-C. , Van Hove P. , Fassi F. , Mercier D. , Beauceron S. , Beaupere N. , Bondu O. , Boudoul G. , Chasserat J. , Chierici R. , Contardo D. , Depasse P. , El Mamouni H. , Fay J. , Gascon S. , Gouzevitch M. , Ille B. , Kurca T. , Lethuillier M. , Mirabito L. , Perries S. , Sordini V. , Tosi S. , Tschudi Y. , Verdier P. , Viret S. , Tsamalaidze Z. , Anagnostou G. , Beranek S. , Edelhoff M. , Feld L. , Heracleous N. , Hindrichs O. , Jussen R. , Klein K. , Merz J. , Ostapchuk A. , Perieanu A. , Raupach F. , Sammet J. , Schael S. , Sprenger D. , Weber H. , Wittmer B. , Zhukov V. , Ata M. , Caudron J. , Dietz-Laursonn E. , Duchardt D. , Erdmann M. , Fischer R. , Güth A. , Hebbeker T. , Heidemann C. , Hoepfner K. , Klingebiel D. , Kreuzer P. , Lingemann J. , Magass C. , Merschmeyer M. , Meyer A. , Olschewski M. , Papacz P. , Pieta H. , Reithler H. , Schmitz S. A. , Sonnenschein L. , Steggemann J. , Teyssier D. , Weber M. , Bontenackels M. , Cherepanov V. , Flügge G. , Geenen H. , Geisler M. , Ahmad W. Haj , Hoehle F. , Kargoll B. , Kress T. , Kuessel Y. , Nowack A. , Perchalla L. , Pooth O. , Rennefeld J. , Sauerland P. , Stahl A. , Martin M. Aldaya , Behr J. , Behrenhoff W. , Behrens U. , Bergholz M. , Bethani A. , Borras K. , Burgmeier A. , Cakir A. , Calligaris L. , Campbell A. , Castro E. , Costanza F. , Dammann D. , Pardos C. Diez , Eckerlin G. , Eckstein D. , Flucke G. , Geiser A. , Glushkov I. , Gunnellini P. , Habib S. , Hauk J. , Hellwig G. , Jung H. , Kasemann M. , Katsas P. , Kleinwort C. , Kluge H. , Knutsson A. , Krämer M. , Krücker D. , Kuznetsova E. , Lange W. , Lohmann W. , Lutz B. , Mankel R. , Marfin I. , Marienfeld M. , Melzer-Pellmann I.-A. , Meyer A. B. , Mnich J. , Mussgiller A. , Naumann-Emme S. , Olzem J. , Perrey H. , Petrukhin A. , Pitzl D. , Raspereza A. , Cipriano P. M. Ribeiro , Riedl C. , Ron E. , Rosin M. , Salfeld-Nebgen J. , Schmidt R. , Schoerner-Sadenius T. , Sen N. , Spiridonov A. , Stein M. , Walsh R. , Wissing C. , Autermann C. , Blobel V. , Draeger J. , Enderle H. , Erfle J. , Gebbert U. , Görner M. , Hermanns T. , Höing R. S. , Kaschube K. , Kaussen G. , Kirschenmann H. , Klanner R. , Lange J. , Mura B. , Nowak F. , Peiffer T. , Pietsch N. , Rathjens D. , Sander C. , Schettler H. , Schleper P. , Schlieckau E. , Schmidt A. , Schröder M. , Schum T. , Seidel M. , Sola V. , Stadie H. , Steinbrück G. , Thomsen J. , Vanelderen L. , Barth C. , Berger J. , Böser C. , Chwalek T. , De Boer W. , Descroix A. , Dierlamm A. , Feindt M. , Guthoff M. , Hackstein C. , Hartmann F. , Hauth T. , Heinrich M. , Held H. , Hoffmann K. H. , Honc S. , Katkov I. , Komaragiri J. R. , Pardo P. Lobelle , Martschei D. , Mueller S. , Müller Th. , Niegel M. , Nürnberg A. , Oberst O. , Oehler A. , Ott J. , Quast G. , Rabbertz K. , Ratnikov F. , Ratnikova N. , Röcker S. , Scheurer A. , Schilling F.-P. , Schott G. , Simonis H. J. , Stober F. M. , Troendle D. , Ulrich R. , Wagner-Kuhr J. , Wayand S. , Weiler T. , Zeise M. , Daskalakis G. , Geralis T. , Kesisoglou S. , Kyriakis A. , Loukas D. , Manolakos I. , Markou A. , Markou C. , Mavrommatis C. , Ntomari E. , Gouskos L. , Mertzimekis T. J. , Panagiotou A. , Saoulidou N. , Evangelou I. , Foudas C. , Kokkas P. , Manthos N. , Papadopoulos I. , Patras V. , Bencze G. , Hajdu C. , Hidas P. , Horvath D. , Sikler F. , Veszpremi V. , Vesztergombi G. , Beni N. , Czellar S. , Molnar J. , Palinkas J. , Szillasi Z. , Karancsi J. , Raics P. , Trocsanyi Z. L. , Ujvari B. , Bansal M. , Beri S. B. , Bhatnagar V. , Dhingra N. , Gupta R. , Kaur M. , Mehta M. Z. , Nishu N. , Saini L. K. , Sharma A. , Singh J. B. , Kumar Ashok , Kumar Arun , Ahuja S. , Bhardwaj A. , Choudhary B. C. , Malhotra S. , Naimuddin M. , Ranjan K. , Sharma V. , Shivpuri R. K. , Banerjee S. , Bhattacharya S. , Dutta S. , Gomber B. , Jain Sa. , Jain Sh. , Khurana R. , Sarkar S. , Sharan M. , Abdulsalam A. , Choudhury R. K. , Dutta D. , Kailas S. , Kumar V. , Mehta P. , Mohanty A. K. , Pant L. M. , Shukla P. , Aziz T. , Ganguly S. , Guchait M. , Maity M. , Majumder G. , Mazumdar K. , Mohanty G. B. , Parida B. , Sudhakar K. , Wickramage N. , Banerjee S. , Dugad S. , Arfaei H. , Bakhshiansohi H. , Etesami S. M. , Fahim A. , Hashemi M. , Hesari H. , Jafari A. , Khakzad M. , Najafabadi M. Mohammadi , Mehdiabadi S. Paktinat , Safarzadeh B. , Zeinali M. , Abbrescia M. , Barbone L. , Calabria C. , Chhibra S. S. , Colaleo A. , Creanza D. , De Filippis N. , De Palma M. , Fiore L. , Iaselli G. , Lusito L. , Maggi G. , Maggi M. , Marangelli B. , My S. , Nuzzo S. , Pacifico N. , Pompili A. , Pugliese G. , Selvaggi G. , Silvestris L. , Singh G. , Venditti R. , Zito G. , Abbiendi G. , Benvenuti A. C. , Bonacorsi D. , Braibant-Giacomelli S. , Brigliadori L. , Capiluppi P. , Castro A. , Cavallo F. R. , Cuffiani M. , Dallavalle G. M. , Fabbri F. , Fanfani A. , Fasanella D. , Giacomelli P. , Grandi C. , Guiducci L. , Marcellini S. , Masetti G. , Meneghelli M. , Montanari A. , Navarria F. L. , Odorici F. , Perrotta A. , Primavera F. , Rossi A. M. , Rovelli T. , Siroli G. P. , Travaglini R. , Albergo S. , Cappello G. , Chiorboli M. , Costa S. , Potenza R. , Tricomi A. , Tuve C. , Barbagli G. , Ciulli V. , Civinini C. , D’Alessandro R. , Focardi E. , Frosali S. , Gallo E. , Gonzi S. , Meschini M. , Paoletti S. , Sguazzoni G. , Tropiano A. , Benussi L. , Bianco S. , Colafranceschi S. , Fabbri F. , Piccolo D. , Fabbricatore P. , Musenich R. , Benaglia A. , De Guio F. , Di Matteo L. , Fiorendi S. , Gennai S. , Ghezzi A. , Malvezzi S. , Manzoni R. A. , Martelli A. , Massironi A. , Menasce D. , Moroni L. , Paganoni M. , Pedrini D. , Ragazzi S. , Redaelli N. , Sala S. , de Fatis T. Tabarelli , Buontempo S. , Montoya C. A. Carrillo , Cavallo N. , De Cosa A. , Dogangun O. , Fabozzi F. , Iorio A. O. M. , Lista L. , Meola S. , Merola M. , Paolucci P. , Azzi P. , Bacchetta N. , Bellato M. , Bisello D. , Branca A. , Carlin R. , Checchia P. , Dorigo T. , Gasparini F. , Gasparini U. , Gozzelino A. , Kanishchev K. , Lacaprara S. , Lazzizzera I. , Margoni M. , Meneguzzo A. T. , Pazzini J. , Pozzobon N. , Ronchese P. , Simonetto F. , Torassa E. , Tosi M. , Vanini S. , Zotto P. , Zumerle G. , Gabusi M. , Ratti S. P. , Riccardi C. , Torre P. , Vitulo P. , Biasini M. , Bilei G. M. , Fanò L. , Lariccia P. , Lucaroni A. , Mantovani G. , Menichelli M. , Nappi A. , Romeo F. , Saha A. , Santocchia A. , Taroni S. , Azzurri P. , Bagliesi G. , Bernardini J. , Boccali T. , Broccolo G. , Castaldi R. , D’Agnolo R. T. , Dell’Orso R. , Fiori F. , Foà L. , Giassi A. , Kraan A. , Ligabue F. , Lomtadze T. , Martini L. , Messineo A. , Palla F. , Rizzi A. , Serban A. T. , Spagnolo P. , Squillacioti P. , Tenchini R. , Tonelli G. , Venturi A. , Verdini P. G. , Barone L. , Cavallari F. , Del Re D. , Diemoz M. , Grassi M. , Longo E. , Meridiani P. , Micheli F. , Nourbakhsh S. , Organtini G. , Paramatti R. , Rahatlou S. , Sigamani M. , Soffi L. , Amapane N. , Arcidiacono R. , Argiro S. , Arneodo M. , Biino C. , Cartiglia N. , Costa M. , Demaria N. , Mariotti C. , Maselli S. , Mazza G. , Migliore E. , Monaco V. , Musich M. , Obertino M. M. , Pastrone N. , Pelliccioni M. , Potenza A. , Romero A. , Sacchi R. , Solano A. , Staiano A. , Pereira A. Vilela , Belforte S. , Candelise V. , Cossutti F. , Ricca G. Della , Gobbo B. , Marone M. , Montanino D. , Penzo A. , Schizzi A. , Heo S. G. , Kim T. Y. , Nam S. K. , Chang S. , Kim D. H. , Kim G. N. , Kong D. J. , Park H. , Ro S. R. , Son D. C. , Son T. , Kim J. Y. , Kim Zero J. , Song S. , Choi S. , Gyun D. , Hong B. , Jo M. , Kim H. , Kim T. J. , Lee K. S. , Moon D. H. , Park S. K. , Choi M. , Kim J. H. , Park C. , Park I. C. , Park S. , Ryu G. , Cho Y. , Choi Y. , Choi Y. K. , Goh J. , Kim M. S. , Kwon E. , Lee B. , Lee J. , Lee S. , Seo H. , Yu I. , Bilinskas M. J. , Grigelionis I. , Janulis M. , Juodagalvis A. , Castilla-Valdez H. , De La Cruz-Burelo E. , La Cruz I. Heredia-de , Lopez-Fernandez R. , Villalba R. Magaña , Martínez-Ortega J. , Sánchez-Hernández A. , Villasenor-Cendejas L. M. , Moreno S. Carrillo , Valencia F. Vazquez , Ibarguen H. A. Salazar , Linares E. Casimiro , Pineda A. Morelos , Reyes-Santos M. A. , Krofcheck D. , Bell A. J. , Butler P. H. , Doesburg R. , Reucroft S. , Silverwood H. , Ahmad M. , Asghar M. I. , Hoorani H. R. , Khalid S. , Khan W. A. , Khurshid T. , Qazi S. , Shah M. A. , Shoaib M. , Bialkowska H. , Boimska B. , Frueboes T. , Gokieli R. , Górski M. , Kazana M. , Nawrocki K. , Romanowska-Rybinska K. , Szleper M. , Wrochna G. , Zalewski P. , Brona G. , Bunkowski K. , Cwiok M. , Dominik W. , Doroba K. , Kalinowski A. , Konecki M. , Krolikowski J. , Almeida N. , Bargassa P. , David A. , Faccioli P. , Parracho P. G. Ferreira , Gallinaro M. , Seixas J. , Varela J. , Vischia P. , Belotelov I. , Gavrilenko M. , Golutvin I. , Kamenev A. , Karjavin V. , Konoplyanikov V. , Kozlov G. , Lanev A. , Malakhov A. , Moisenz P. , Palichik V. , Perelygin V. , Savina M. , Shmatov S. , Smirnov V. , Volodko A. , Zarubin A. , Evstyukhin S. , Golovtsov V. , Ivanov Y. , Kim V. , Levchenko P. , Murzin V. , Oreshkin V. , Smirnov I. , Sulimov V. , Uvarov L. , Vavilov S. , Vorobyev A. , Vorobyev An. , Andreev Yu. , Dermenev A. , Gninenko S. , Golubev N. , Kirsanov M. , Krasnikov N. , Matveev V. , Pashenkov A. , Tlisov D. , Toropin A. , Epshteyn V. , Erofeeva M. , Gavrilov V. , Kossov M. , Lychkovskaya N. , Popov V. , Safronov G. , Semenov S. , Stolin V. , Vlasov E. , Zhokin A. , Belyaev A. , Boos E. , Dubinin M. , Dudko L. , Ershov A. , Gribushin A. , Klyukhin V. , Kodolova O. , Lokhtin I. , Markina A. , Obraztsov S. , Perfilov M. , Petrushanko S. , Popov A. , Sarycheva L. , Savrin V. , Snigirev A. , Andreev V. , Azarkin M. , Dremin I. , Kirakosyan M. , Leonidov A. , Mesyats G. , Rusakov S. V. , Vinogradov A. , Azhgirey I. , Bayshev I. , Bitioukov S. , Grishin V. , Kachanov V. , Konstantinov D. , Korablev A. , Krychkine V. , Petrov V. , Ryutin R. , Sobol A. , Tourtchanovitch L. , Troshin S. , Tyurin N. , Uzunian A. , Volkov A. , Adzic P. , Djordjevic M. , Ekmedzic M. , Krpic D. , Milosevic J. , Aguilar-Benitez M. , Maestre J. Alcaraz , Arce P. , Battilana C. , Calvo E. , Cerrada M. , Llatas M. Chamizo , Colino N. , De La Cruz B. , Peris A. Delgado , Vázquez D. Domínguez , Bedoya C. Fernandez , Ramos J. P. Fernández , Ferrando A. , Flix J. , Fouz M. C. , Garcia-Abia P. , Lopez O. Gonzalez , Lopez S. Goy , Hernandez J. M. , Josa M. I. , Merino G. , Pelayo J. Puerta , Olmeda A. Quintario , Redondo I. , Romero L. , Santaolalla J. , Soares M. S. , Willmott C. , Albajar C. , Codispoti G. , de Trocóniz J. F. , Brun H. , Cuevas J. , Menendez J. Fernandez , Folgueras S. , Caballero I. Gonzalez , Iglesias L. Lloret , Gomez J. Piedra , Cifuentes J. A. Brochero , Cabrillo I. J. , Calderon A. , Chuang S. H. , Campderros J. Duarte , Felcini M. , Fernandez M. , Gomez G. , Sanchez J. Gonzalez , Graziano A. , Jorda C. , Virto A. Lopez , Marco J. , Marco R. , Rivero C. Martinez , Matorras F. , Sanchez F. J. Munoz , Rodrigo T. , Rodríguez-Marrero A. Y. , Ruiz-Jimeno A. , Scodellaro L. , Sanudo M. Sobron , Vila I. , Cortabitarte R. Vilar , Abbaneo D. , Auffray E. , Auzinger G. , Baillon P. , Ball A. H. , Barney D. , Benitez J. F. , Bernet C. , Bianchi G. , Bloch P. , Bocci A. , Bonato A. , Botta C. , Breuker H. , Camporesi T. , Cerminara G. , Christiansen T. , Perez J. A. Coarasa , D’Enterria D. , Dabrowski A. , De Roeck A. , Di Guida S. , Dobson M. , Dupont-Sagorin N. , Elliott-Peisert A. , Frisch B. , Funk W. , Georgiou G. , Giffels M. , Gigi D. , Gill K. , Giordano D. , Giunta M. , Glege F. , Garrido R. Gomez-Reino , Govoni P. , Gowdy S. , Guida R. , Hansen M. , Harris P. , Hartl C. , Harvey J. , Hegner B. , Hinzmann A. , Innocente V. , Janot P. , Kaadze K. , Karavakis E. , Kousouris K. , Lecoq P. , Lee Y.-J. , Lenzi P. , Lourenço C. , Mäki T. , Malberti M. , Malgeri L. , Mannelli M. , Masetti L. , Meijers F. , Mersi S. , Meschi E. , Moser R. , Mozer M. U. , Mulders M. , Musella P. , Nesvold E. , Orimoto T. , Orsini L. , Cortezon E. Palencia , Perez E. , Perrozzi L. , Petrilli A. , Pfeiffer A. , Pierini M. , Pimiä M. , Piparo D. , Polese G. , Quertenmont L. , Racz A. , Reece W. , Antunes J. Rodrigues , Rolandi G. , Rommerskirchen T. , Rovelli C. , Rovere M. , Sakulin H. , Santanastasio F. , Schäfer C. , Schwick C. , Segoni I. , Sekmen S. , Sharma A. , Siegrist P. , Silva P. , Simon M. , Sphicas P. , Spiga D. , Tsirou A. , Veres G. I. , Vlimant J. R. , Wöhri H. K. , Worm S. D. , Zeuner W. D. , Bertl W. , Deiters K. , Erdmann W. , Gabathuler K. , Horisberger R. , Ingram Q. , Kaestli H. C. , König S. , Kotlinski D. , Langenegger U. , Meier F. , Renker D. , Rohe T. , Sibille J. , Bäni L. , Bortignon P. , Buchmann M. A. , Casal B. , Chanon N. , Deisher A. , Dissertori G. , Dittmar M. , Dünser M. , Eugster J. , Freudenreich K. , Grab C. , Hits D. , Lecomte P. , Lustermann W. , Marini A. C. , del Arbol P. Martinez Ruiz , Mohr N. , Moortgat F. , Nägeli C. , Nef P. , Nessi-Tedaldi F. , Pandolfi F. , Pape L. , Pauss F. , Peruzzi M. , Ronga F. J. , Rossini M. , Sala L. , Sanchez A. K. , Starodumov A. , Stieger B. , Takahashi M. , Tauscher L. , Thea A. , Theofilatos K. , Treille D. , Urscheler C. , Wallny R. , Weber H. A. , Wehrli L. , Amsler C. , Chiochia V. , De Visscher S. , Favaro C. , Rikova M. Ivova , Mejias B. Millan , Otiougova P. , Robmann P. , Snoek H. , Tupputi S. , Verzetti M. , Chang Y. H. , Chen K. H. , Kuo C. M. , Li S. W. , Lin W. , Liu Z. K. , Lu Y. J. , Mekterovic D. , Singh A. P. , Volpe R. , Yu S. S. , Bartalini P. , Chang P. , Chang Y. H. , Chang Y. W. , Chao Y. , Chen K. F. , Dietz C. , Grundler U. , Hou W.-S. , Hsiung Y. , Kao K. Y. , Lei Y. J. , Lu R.-S. , Majumder D. , Petrakou E. , Shi X. , Shiu J. G. , Tzeng Y. M. , Wan X. , Wang M. , Adiguzel A. , Bakirci M. N. , Cerci S. , Dozen C. , Dumanoglu I. , Eskut E. , Girgis S. , Gokbulut G. , Gurpinar E. , Hos I. , Kangal E. E. , Karaman T. , Karapinar G. , Topaksu A. Kayis , Onengut G. , Ozdemir K. , Ozturk S. , Polatoz A. , Sogut K. , Cerci D. Sunar , Tali B. , Topakli H. , Vergili L. N. , Vergili M. , Akin I. V. , Aliev T. , Bilin B. , Bilmis S. , Deniz M. , Gamsizkan H. , Guler A. M. , Ocalan K. , Ozpineci A. , Serin M. , Sever R. , Surat U. E. , Yalvac M. , Yildirim E. , Zeyrek M. , Gülmez E. , Isildak B. , Kaya M. , Kaya O. , Ozkorucuklu S. , Sonmez N. , Cankocak K. , Levchuk L. , Bostock F. , Brooke J. J. , Clement E. , Cussans D. , Flacher H. , Frazier R. , Goldstein J. , Grimes M. , Heath G. P. , Heath H. F. , Kreczko L. , Metson S. , Newbold D. M. , Nirunpong K. , Poll A. , Senkin S. , Smith V. J. , Williams T. , Basso L. , Bell K. W. , Belyaev A. , Brew C. , Brown R. M. , Cockerill D. J. A. , Coughlan J. A. , Harder K. , Harper S. , Jackson J. , Kennedy B. W. , Olaiya E. , Petyt D. , RadburnSmith B. C. , Shepherd-Themistocleous C. H. , Tomalin I. R. , Womersley W. J. , Bainbridge R. , Ball G. , Beuselinck R. , Buchmuller O. , Colling D. , Cripps N. , Cutajar M. , Dauncey P. , Davies G. , Negra M. Della , Ferguson W. , Fulcher J. , Futyan D. , Gilbert A. , Bryer A. Guneratne , Hall G. , Hatherell Z. , Hays J. , Iles G. , Jarvis M. , Karapostoli G. , Lyons L. , Magnan A.-M. , Marrouche J. , Mathias B. , Nandi R. , Nash J. , Nikitenko A. , Papageorgiou A. , Pela J. , Pesaresi M. , Petridis K. , Pioppi M. , Raymond D. M. , Rogerson S. , Rose A. , Ryan M. J. , Seez C. , Sharp P. , Sparrow A. , Stoye M. , Tapper A. , Acosta M. Vazquez , Virdee T. , Wakefield S. , Wardle N. , Whyntie T. , Chadwick M. , Cole J. E. , Hobson P. R. , Khan A. , Kyberd P. , Leggat D. , Leslie D. , Martin W. , Reid I. D. , Symonds P. , Teodorescu L. , Turner M. , Hatakeyama K. , Liu H. , Scarborough T. , Charaf O. , Henderson C. , Rumerio P. , Avetisyan A. , Bose T. , Fantasia C. , Heister A. , John J. St. , Lawson P. , Lazic D. , Rohlf J. , Sperka D. , Sulak L. , Alimena J. , Bhattacharya S. , Cutts D. , Ferapontov A. , Heintz U. , Jabeen S. , Kukartsev G. , Laird E. , Landsberg G. , Luk M. , Narain M. , Nguyen D. , Segala M. , Sinthuprasith T. , Speer T. , Tsang K. V. , Breedon R. , Breto G. , De La Barca Sanchez M. Calderon , Chauhan S. , Chertok M. , Conway J. , Conway R. , Cox P. T. , Dolen J. , Erbacher R. , Gardner M. , Houtz R. , Ko W. , Kopecky A. , Lander R. , Miceli T. , Pellett D. , Rutherford B. , Searle M. , Smith J. , Squires M. , Tripathi M. , Sierra R. Vasquez , Andreev V. , Cline D. , Cousins R. , Duris J. , Erhan S. , Everaerts P. , Farrell C. , Hauser J. , Ignatenko M. , Jarvis C. , Plager C. , Rakness G. , Schlein P. , Tucker J. , Valuev V. , Weber M. , Babb J. , Clare R. , Dinardo M. E. , Ellison J. , Gary J. W. , Giordano F. , Hanson G. , Jeng G. Y. , Liu H. , Long O. R. , Luthra A. , Nguyen H. , Paramesvaran S. , Sturdy J. , Sumowidagdo S. , Wilken R. , Wimpenny S. , Andrews W. , Branson J. G. , Cerati G. B. , Cittolin S. , Evans D. , Golf F. , Holzner A. , Kelley R. , Lebourgeois M. , Letts J. , Macneill I. , Mangano B. , Padhi S. , Palmer C. , Petrucciani G. , Pieri M. , Sani M. , Sharma V. , Simon S. , Sudano E. , Tadel M. , Tu Y. , Vartak A. , Wasserbaech S. , Würthwein F. , Yagil A. , Yoo J. , Barge D. , Bellan R. , Campagnari C. , D’Alfonso M. , Danielson T. , Flowers K. , Geffert P. , Incandela J. , Justus C. , Kalavase P. , Koay S. A. , Kovalskyi D. , Krutelyov V. , Lowette S. , Mccoll N. , Pavlunin V. , Rebassoo F. , Ribnik J. , Richman J. , Rossin R. , Stuart D. , To W. , West C. , Apresyan A. , Bornheim A. , Chen Y. , Di Marco E. , Duarte J. , Gataullin M. , Ma Y. , Mott A. , Newman H. B. , Rogan C. , Spiropulu M. , Timciuc V. , Traczyk P. , Veverka J. , Wilkinson R. , Yang Y. , Zhu R. Y. , Akgun B. , Azzolini V. , Carroll R. , Ferguson T. , Iiyama Y. , Jang D. W. , Liu Y. F. , Paulini M. , Vogel H. , Vorobiev I. , Cumalat J. P. , Drell B. R. , Edelmaier C. J. , Ford W. T. , Gaz A. , Heyburn B. , Lopez E. Luiggi , Smith J. G. , Stenson K. , Ulmer K. A. , Wagner S. R. , Alexander J. , Chatterjee A. , Eggert N. , Gibbons L. K. , Heltsley B. , Khukhunaishvili A. , Kreis B. , Mirman N. , Kaufman G. Nicolas , Patterson J. R. , Ryd A. , Salvati E. , Sun W. , Teo W. D. , Thom J. , Thompson J. , Vaughan J. , Weng Y. , Winstrom L. , Wittich P. , Winn D. , Abdullin S. , Albrow M. , Anderson J. , Bauerdick L. A. T. , Beretvas A. , Berryhill J. , Bhat P. C. , Bloch I. , Burkett K. , Butler J. N. , Chetluru V. , Cheung H. W. K. , Chlebana F. , Elvira V. D. , Fisk I. , Freeman J. , Gao Y. , Green D. , Gutsche O. , Hanlon J. , Harris R. M. , Hirschauer J. , Hooberman B. , Jindariani S. , Johnson M. , Joshi U. , Kilminster B. , Klima B. , Kunori S. , Kwan S. , Leonidopoulos C. , Lincoln D. , Lipton R. , Lykken J. , Maeshima K. , Marraffino J. M. , Maruyama S. , Mason D. , McBride P. , Mishra K. , Mrenna S. , Musienko Y. , Newman-Holmes C. , O’Dell V. , Prokofyev O. , Sexton-Kennedy E. , Sharma S. , Spalding W. J. , Spiegel L. , Tan P. , Taylor L. , Tkaczyk S. , Tran N. V. , Uplegger L. , Vaandering E. W. , Vidal R. , Whitmore J. , Wu W. , Yang F. , Yumiceva F. , Yun J. C. , Acosta D. , Avery P. , Bourilkov D. , Chen M. , Cheng T. , Das S. , De Gruttola M. , Di Giovanni G. P. , Dobur D. , Drozdetskiy A. , Field R. D. , Fisher M. , Fu Y. , Furic I. K. , Gartner J. , Hugon J. , Kim B. , Konigsberg J. , Korytov A. , Kropivnitskaya A. , Kypreos T. , Low J. F. , Matchev K. , Milenovic P. , Mitselmakher G. , Muniz L. , Remington R. , Rinkevicius A. , Sellers P. , Skhirtladze N. , Snowball M. , Yelton J. , Zakaria M. , Gaultney V. , Lebolo L. M. , Linn S. , Markowitz P. , Martinez G. , Rodriguez J. L. , Adams T. , Askew A. , Bochenek J. , Chen J. , Diamond B. , Gleyzer S. V. , Haas J. , Hagopian S. , Hagopian V. , Jenkins M. , Johnson K. F. , Prosper H. , Veeraraghavan V. , Weinberg M. , Baarmand M. M. , Dorney B. , Hohlmann M. , Kalakhety H. , Vodopiyanov I. , Adams M. R. , Anghel I. M. , Apanasevich L. , Bai Y. , Bazterra V. E. , Betts R. R. , Bucinskaite I. , Callner J. , Cavanaugh R. , Dragoiu C. , Evdokimov O. , Gauthier L. , Gerber C. E. , Hofman D. J. , Khalatyan S. , Lacroix F. , Malek M. , O’Brien C. , Silkworth C. , Strom D. , Varelas N. , Akgun U. , Albayrak E. A. , Bilki B. , Clarida W. , Duru F. , Griffiths S. , Merlo J.-P. , Mermerkaya H. , Mestvirishvili A. , Moeller A. , Nachtman J. , Newsom C. R. , Norbeck E. , Onel Y. , Ozok F. , Sen S. , Tiras E. , Wetzel J. , Yetkin T. , Yi K. , Barnett B. A. , Blumenfeld B. , Bolognesi S. , Fehling D. , Giurgiu G. , Gritsan A. V. , Guo Z. J. , Hu G. , Maksimovic P. , Rappoccio S. , Swartz M. , Whitbeck A. , Baringer P. , Bean A. , Benelli G. , Grachov O. , Kenny R. P. , Murray M. , Noonan D. , Sanders S. , Stringer R. , Tinti G. , Wood J. S. , Zhukova V. , Barfuss A. F. , Bolton T. , Chakaberia I. , Ivanov A. , Khalil S. , Makouski M. , Maravin Y. , Shrestha S. , Svintradze I. , Gronberg J. , Lange D. , Wright D. , Baden A. , Boutemeur M. , Calvert B. , Eno S. C. , Gomez J. A. , Hadley N. J. , Kellogg R. G. , Kirn M. , Kolberg T. , Lu Y. , Marionneau M. , Mignerey A. C. , Pedro K. , Peterman A. , Skuja A. , Temple J. , Tonjes M. B. , Tonwar S. C. , Twedt E. , Apyan A. , Bauer G. , Bendavid J. , Busza W. , Butz E. , Cali I. A. , Chan M. , Dutta V. , Ceballos G. Gomez , Goncharov M. , Hahn K. A. , Kim Y. , Klute M. , Krajczar K. , Li W. , Luckey P. D. , Ma T. , Nahn S. , Paus C. , Ralph D. , Roland C. , Roland G. , Rudolph M. , Stephans G. S. F. , Stöckli F. , Sumorok K. , Sung K. , Velicanu D. , Wenger E. A. , Wolf R. , Wyslouch B. , Xie S. , Yang M. , Yilmaz Y. , Yoon A. S. , Zanetti M. , Cooper S. I. , Dahmes B. , De Benedetti A. , Franzoni G. , Gude A. , Kao S. C. , Klapoetke K. , Kubota Y. , Mans J. , Pastika N. , Rusack R. , Sasseville M. , Singovsky A. , Tambe N. , Turkewitz J. , Cremaldi L. M. , Kroeger R. , Perera L. , Rahmat R. , Sanders D. A. , Avdeeva E. , Bloom K. , Bose S. , Butt J. , Claes D. R. , Dominguez A. , Eads M. , Keller J. , Kravchenko I. , Lazo-Flores J. , Malbouisson H. , Malik S. , Snow G. R. , Baur U. , Godshalk A. , Iashvili I. , Jain S. , Kharchilava A. , Kumar A. , Shipkowski S. P. , Smith K. , Alverson G. , Barberis E. , Baumgartel D. , Chasco M. , Haley J. , Nash D. , Trocino D. , Wood D. , Zhang J. , Anastassov A. , Kubik A. , Mucia N. , Odell N. , Ofierzynski R. A. , Pollack B. , Pozdnyakov A. , Schmitt M. , Stoynev S. , Velasco M. , Won S. , Antonelli L. , Berry D. , Brinkerhoff A. , Hildreth M. , Jessop C. , Karmgard D. J. , Kolb J. , Lannon K. , Luo W. , Lynch S. , Marinelli N. , Morse D. M. , Pearson T. , Ruchti R. , Slaunwhite J. , Valls N. , Wayne M. , Wolf M. , Bylsma B. , Durkin L. S. , Hill C. , Hughes R. , Hughes R. , Kotov K. , Ling T. Y. , Puigh D. , Rodenburg M. , Vuosalo C. , Williams G. , Winer B. L. , Adam N. , Berry E. , Elmer P. , Gerbaudo D. , Halyo V. , Hebda P. , Hegeman J. , Hunt A. , Jindal P. , Pegna D. Lopes , Lujan P. , Marlow D. , Medvedeva T. , Mooney M. , Olsen J. , Piroué P. , Quan X. , Raval A. , Safdi B. , Saka H. , Stickland D. , Tully C. , Werner J. S. , Zuranski A. , Acosta J. G. , Brownson E. , Huang X. T. , Lopez A. , Mendez H. , Oliveros S. , Vargas J. E. Ramirez , Zatserklyaniy A. , Alagoz E. , Barnes V. E. , Benedetti D. , Bolla G. , Bortoletto D. , De Mattia M. , Everett A. , Hu Z. , Jones M. , Koybasi O. , Kress M. , Laasanen A. T. , Leonardo N. , Maroussov V. , Merkel P. , Miller D. H. , Neumeister N. , Shipsey I. , Silvers D. , Svyatkovskiy A. , Marono M. Vidal , Yoo H. D. , Zablocki J. , Zheng Y. , Guragain S. , Parashar N. , Adair A. , Boulahouache C. , Ecklund K. M. , Geurts F. J. M. , Padley B. P. , Redjimi R. , Roberts J. , Zabel J. , Betchart B. , Bodek A. , Chung Y. S. , Covarelli R. , de Barbaro P. , Demina R. , Eshaq Y. , Garcia-Bellido A. , Goldenzweig P. , Han J. , Harel A. , Miner D. C. , Vishnevskiy D. , Zielinski M. , Bhatti A. , Ciesielski R. , Demortier L. , Goulianos K. , Lungu G. , Malik S. , Mesropian C. , Arora S. , Barker A. , Chou J. P. , Contreras-Campana C. , Contreras-Campana E. , Duggan D. , Ferencek D. , Gershtein Y. , Gray R. , Halkiadakis E. , Hidas D. , Lath A. , Panwalkar S. , Park M. , Patel R. , Rekovic V. , Robles J. , Rose K. , Salur S. , Schnetzer S. , Seitz C. , Somalwar S. , Stone R. , Thomas S. , Cerizza G. , Hollingsworth M. , Spanier S. , Yang Z. C. , York A. , Eusebi R. , Flanagan W. , Gilmore J. , Kamon T. , Khotilovich V. , Montalvo R. , Osipenkov I. , Pakhotin Y. , Perloff A. , Roe J. , Safonov A. , Sakuma T. , Sengupta S. , Suarez I. , Tatarinov A. , Toback D. , Akchurin N. , Damgov J. , Dudero P. R. , Jeong C. , Kovitanggoon K. , Lee S. W. , Libeiro T. , Roh Y. , Volobouev I. , Appelt E. , Florez C. , Greene S. , Gurrola A. , Johns W. , Johnston C. , Kurt P. , Maguire C. , Melo A. , Sheldon P. , Snook B. , Tuo S. , Velkovska J. , Arenton M. W. , Balazs M. , Boutle S. , Cox B. , Francis B. , Goodell J. , Hirosky R. , Ledovskoy A. , Lin C. , Neu C. , Wood J. , Yohay R. , Gollapinni S. , Harr R. , Karchin P. E. , Don C. Kottachchi Kankanamge , Lamichhane P. , Sakharov A. , Anderson M. , Bachtis M. , Belknap D. , Borrello L. , Carlsmith D. , Cepeda M. , Dasu S. , Friis E. , Gray L. , Grogg K. S. , Grothe M. , Hall-Wilton R. , Herndon M. , Hervé A. , Klabbers P. , Klukas J. , Lanaro A. , Lazaridis C. , Leonard J. , Loveless R. , Mohapatra A. , Ojalvo I. , Palmonari F. , Pierro G. A. , Ross I. , Savin A. , Smith W. H. , Swanson J. 
Published: December 2012

Abstract

The first observation of the Z boson decaying to four leptons in proton-proton collisions is presented. The analyzed data set corresponds to an integrated luminosity of 5.02 fb−1at$ \sqrt{s}=7 $TeV collected by the CMS detector at the Large Hadron Collider. A pronounced resonance peak, with a statistical significance of 9.7σ, is observed in the distribution of the invariant mass of four leptons (electrons and/or muons) with mass and width consistent with expectations for Z boson decays. The branching fraction and cross section reported here are defined by phase space restrictions on the leptons, namely, 80 <m4ℓ< 100 GeV, wherem4ℓis the invariant mass of the four leptons, andmℓℓ> 4 GeV for all pairs of leptons, wheremℓℓis the two-lepton invariant mass. The measured branching fraction is$ \mathcal{B}\left( {Z\to 4\ell } \right)=\left( {4.2_{-0.8}^{+0.9}\left( {\mathrm{stat}.} \right)\pm 0.2\left( {\mathrm{syst}.} \right)} \right)\times {10^{-6 }} $and agrees with the standard model prediction of 4.45 × 10−6. The measured cross section times branching fraction is$ \sigma \left( {\mathrm{pp}\to \mathrm{Z}} \right)\mathcal{B}\left( {\mathrm{Z}\to 4\ell } \right)=112_{-20}^{+23}\left( {\mathrm{stat}.} \right)_{-5}^{+7}\left( {\mathrm{syst}.} \right)_{-2}^{+3}\left( {\mathrm{lumi}.} \right) $fb, also consistent with the standard model prediction of 120 fb. The four-lepton mass peak arising fromZ→ 4ℓdecays provides a calibration channel for the Higgs boson search in theH→ZZ→ 4ℓdecay mode.