Measurement of electroweak production of a $$\mathrm{W} $$ boson in association with two jets in proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=13\,\text {Te}\text {V} $$ (2020)

A measurement is presented of electroweak (EW) production of a <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>W</mml:mi></mml:math> boson in association with two jets in proton-proton collisions at <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow><mml:msqrt><mml:mi>s</mml:mi></mml:msqrt> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>13</mml:mn> <mml:mspace></mml:mspace> <mml:mrow><mml:mtext>Te</mml:mtext> <mml:mspace></mml:mspace></mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> . The data sample was recorded by the CMS Collaboration at the LHC and corresponds to an integrated luminosity of 35.9 <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mspace></mml:mspace> <mml:msup><mml:mtext>fb</mml:mtext> <mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> . The measurement is performed for the <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi> <mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow> </mml:math> jj final state (with <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>ℓ</mml:mi> <mml:mi>ν</mml:mi></mml:mrow> </mml:math> indicating a lepton-neutrino pair, and j representing the quarks produced in the hard interaction) in a kinematic region defined by invariant mass <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi> <mml:mi>jj</mml:mi></mml:msub> <mml:mo>></mml:mo> <mml:mn>120</mml:mn> <mml:mspace></mml:mspace> <mml:mrow><mml:mtext>Ge</mml:mtext> <mml:mspace></mml:mspace></mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> and transverse momenta <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi> <mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi> <mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>></mml:mo> <mml:mn>25</mml:mn> <mml:mspace></mml:mspace> <mml:mrow><mml:mtext>Ge</mml:mtext> <mml:mspace></mml:mspace></mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> . The cross section of the process is measured in the electron and muon channels yielding <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow><mml:msub><mml:mi>σ</mml:mi> <mml:mi>EW</mml:mi></mml:msub> <mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo> <mml:mi>W</mml:mi> <mml:mi>jj</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>6.23</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.12</mml:mn> <mml:mspace></mml:mspace> <mml:mtext>(stat)</mml:mtext> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.61</mml:mn> <mml:mspace></mml:mspace> <mml:mtext>(syst)</mml:mtext> <mml:mspace></mml:mspace> <mml:mtext>pb</mml:mtext></mml:mrow> </mml:math> per channel, in agreement with leading-order standard model predictions. The additional hadronic activity of events in a signal-enriched region is studied, and the measurements are compared with predictions. The final state is also used to perform a search for anomalous trilinear gauge couplings. Limits on anomalous trilinear gauge couplings associated with dimension-six operators are given in the framework of an effective field theory. The corresponding 95% confidence level intervals are <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>2.3</mml:mn> <mml:mo><</mml:mo> <mml:msub><mml:mi>c</mml:mi> <mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi> <mml:mi>W</mml:mi> <mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:msup><mml:mi>Λ</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn></mml:msup> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mn>2.5</mml:mn> <mml:mspace></mml:mspace> <mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>Te</mml:mtext> <mml:mspace></mml:mspace></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> , <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>8.8</mml:mn> <mml:mo><</mml:mo> <mml:msub><mml:mi>c</mml:mi> <mml:mi>W</mml:mi></mml:msub> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:msup><mml:mi>Λ</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn></mml:msup> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mn>16</mml:mn> <mml:mspace></mml:mspace> <mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>Te</mml:mtext> <mml:mspace></mml:mspace></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> , and <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>45</mml:mn> <mml:mo><</mml:mo> <mml:msub><mml:mi>c</mml:mi> <mml:mi>B</mml:mi></mml:msub> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:msup><mml:mi>Λ</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn></mml:msup> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mn>46</mml:mn> <mml:mspace></mml:mspace> <mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>Te</mml:mtext> <mml:mspace></mml:mspace></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> . These results are combined with the CMS EW <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>Zjj</mml:mi></mml:math> analysis, yielding the constraint on the <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi> <mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi> <mml:mi>W</mml:mi> <mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> coupling: <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>1.8</mml:mn> <mml:mo><</mml:mo> <mml:msub><mml:mi>c</mml:mi> <mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi> <mml:mi>W</mml:mi> <mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:msup><mml:mi>Λ</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn></mml:msup> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mn>2.0</mml:mn> <mml:mspace></mml:mspace> <mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>Te</mml:mtext> <mml:mspace></mml:mspace></mml:mrow> <mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> .