CERN Accelerating science

Report
Report number	arXiv:1610.07922 ; CERN-2017-002-M ; CERN-2017-002
Title	Handbook of LHC Higgs Cross Sections: 4. Deciphering the Nature of the Higgs Sector
Author(s)	de Florian, D. (ICAS, UNSAM, Buenos Aires) ; Grojean, C. (Barcelona, IFAE ; Barcelona, IEEC ; ICREA, Barcelona ; Humboldt U., Berlin ; DESY) ; Maltoni, F. (Louvain U., CP3) ; Mariotti, C. (INFN, Turin) ; Nikitenko, A. (Imperial Coll., London) ; Pieri, M. (UC, San Diego) ; Savard, P. (TRIUMF ; Toronto U.) ; Schumacher, M. (Freiburg U.) ; Tanaka, R. (Orsay, LAL) ; Aggleton, R. (Rutherford ; Southampton U. ; Bristol U.) ; Ahmad, M. (Beijing, Inst. High Energy Phys.) ; Allanach, B. (Cambridge U., DAMTP) ; Anastasiou, C. (Zurich, ETH) ; Astill, W. (Oxford U., Theor. Phys.) ; Badger, S. (Edinburgh U.) ; Badziak, M. (LBL, Berkeley ; UC, Berkeley ; Warsaw U.) ; Baglio, J. (Tubingen U.) ; Bagnaschi, E. (DESY) ; Ballestrero, A. (INFN, Turin) ; Banfi, A. (Sussex U.) ; Barducci, D. (Annecy, LAPTH) ; Beckingham, M. (Warwick U.) ; Becot, C. (New York U. ; Orsay, LAL) ; Bélanger, G. (Annecy, LAPTH) ; Bellm, J. (Durham U., IPPP) ; Belyaev, N. (Moscow Phys. Eng. Inst.) ; Bernlochner, F.U. (Bonn U.) ; Beskidt, C. (Karlsruhe U., EKP) ; Biekötter, A. (Aachen, Tech. Hochsch.) ; Bishara, F. (Oxford U., Theor. Phys.) ; Bizon, W. (Oxford U., Theor. Phys.) ; Bomark, N.E. (U. Agder, Kristiansand) ; Bonvini, M. (Oxford U., Theor. Phys.) ; Borowka, S. (Zurich U.) ; Bortolotto, V. (Hong Kong U. Sci. Tech. ; Hong Kong U. ; Hong Kong, Chinese U.) ; Boselli, S. (Pavia U. ; INFN, Pavia) ; Botella, F.J. (Valencia U., IFIC) ; Boughezal, R. (Argonne) ; Branco, G.C. (Lisbon, CFTP) ; Brehmer, J. (Heidelberg U.) ; Brenner, L. (NIKHEF, Amsterdam) ; Bressler, S. (Weizmann Inst.) ; Brivio, I. (Madrid, IFT ; Madrid, Autonoma U.) ; Broggio, A. (Forschungsreaktor Munich) ; Brun, H. (Brussels U.) ; Buchalla, G. (Munich U., ASC) ; Burgard, C.D. (Freiburg U.) ; Calandri, A. (Marseille, CPPM) ; Caminada, L. (Zurich U.) ; Caminal Armadans, R. (Illinois U., Urbana (main)) ; Campanario, F. (Karlsruhe U., ITP ; Karlsruhe, Forschungszentrum) ; Campbell, J. (Fermilab) ; Caola, F. (Durham U., IPPP ; CERN) ; Carloni Calame, C.M. (INFN, Pavia) ; Carrazza, S. (CERN) ; Carvalho, A. (Padua U. ; INFN, Padua) ; Casolino, M. (Barcelona, IFAE ; Barcelona, IEEC) ; Cata, O. (Munich U., ASC) ; Celis, A. (Munich U., ASC) ; Cerutti, F. (LBL, Berkeley) ; Chanon, N. (Strasbourg, IPHC) ; Chen, M. (Beijing, Inst. High Energy Phys.) ; Chen, X. (Peking U., CHEP) ; Chokoufé Nejad, B. (DESY) ; Christensen, N. (Illinois State U.) ; Ciuchini, M. (INFN, Rome3) ; Contino, R. (CERN ; ITPP, Lausanne) ; Corbett, T. (ARC, CoEPP, Australia) ; Costa, Raul (Aveiro U. ; CERN) ; Curtin, D. (Maryland U.) ; Dall'Osso, M. (Padua U. ; INFN, Padua) ; David, A. (CERN) ; Dawson, S. (Brookhaven) ; de Blas, J. (INFN, Rome) ; de Boer, W. (Karlsruhe U., EKP) ; de Castro Manzano, P. (Padua U. ; INFN, Padua) ; Degrande, C. (Durham U., IPPP) ; Delgado, R.L. (Madrid U.) ; Demartin, F. (Louvain U., CP3) ; Denner, A. (Wurzburg U.) ; Di Micco, B. (Rome III U. ; INFN, Rome3) ; Di Nardo, R. (CERN) ; Dittmaier, S. (Freiburg U.) ; Dobado, A. (Madrid U.) ; Dorigo, T. (Padua U. ; INFN, Padua) ; Dreyer, F.A. (CERN ; Paris, LPTHE) ; Dührssen, M. (CERN) ; Duhr, C. (Louvain U., CP3 ; CERN) ; Dulat, F. (SLAC) ; Ecker, K. (Munich, Max Planck Inst.) ; Ellis, K. (Durham U., IPPP) ; Ellwanger, U. (Orsay, LPT) ; Englert, C. (Glasgow U.) ; Espriu, D. (ICC, Barcelona U.) ; Falkowski, A. (Orsay, LPT) ; Fayard, L. (Orsay, LAL) ; Feger, R. (Wurzburg U.) ; Ferrera, G. (Milan U. ; INFN, Milan) ; Ferroglia, A. (CUNY, Graduate School - U. Ctr. ; New York City Coll. Tech.) ; Fidanza, N. (ITeDA, Buenos Aires ; Buenos Aires U.) ; Figy, T. (Wichita State U.) ; Flechl, M. (Vienna, OAW) ; Fontes, D. (Lisbon, CFTP) ; Forte, S. (Milan U. ; INFN, Milan) ; Francavilla, P. (Paris, LPTHE ; Paris U., VI-VII) ; Franco, E. (INFN, Rome) ; Frederix, R. (Forschungsreaktor Munich) ; Freitas, A. (Pittsburgh U.) ; Freitas, F.F. (Sussex U.) ; Frensch, F. (Karlsruhe U., EKP) ; Frixione, S. (INFN, Genoa) ; Fuks, B. (Paris, LPTHE) ; Furlan, E. (Zurich, ETH) ; Gadatsch, S. (CERN) ; Gao, J. (Argonne) ; Gao, Y. (Liverpool U.) ; Garzelli, M.V. (Hamburg U., Inst. Theor. Phys. II) ; Gehrmann, T. (Zurich U.) ; Gerosa, R. (UC, San Diego) ; Ghezzi, M. (PSI, Villigen) ; Ghosh, D. (Weizmann Inst.) ; Gieseke, S. (Karlsruhe U., ITP) ; Gillberg, D. (Carleton U.) ; Giudice, G.F. (CERN) ; Glover, E.W.N. (Durham U., IPPP) ; Goertz, F. (CERN) ; Gonçalves, D. (Durham U., IPPP) ; Gonzalez-Fraile, J. (Heidelberg U.) ; Gorbahn, M. (Liverpool U., Dept. Math.) ; Gori, S. (Cincinnati U.) ; Gottardo, C.A. (Padua U. ; INFN, Padua) ; Gouzevitch, M. (Lyon, IPN) ; Govoni, P. (Milan Bicocca U. ; INFN, Milan Bicocca) ; Gray, D. (Manhattan Coll., Riverdale ; New York U.) ; Grazzini, M. (Zurich U.) ; Greiner, N. (Zurich U.) ; Greljo, A. (Sarajevo U. ; Zurich U.) ; Grigo, J. (KIT, Karlsruhe) ; Gritsan, A.V. (Johns Hopkins U.) ; Gröber, R. (Durham U., IPPP ; INFN, Rome3) ; Guindon, S. (SUNY, Albany) ; Haber, H.E. (UC, Santa Cruz ; UC, Santa Cruz, Inst. Part. Phys.) ; Han, C. (Tokyo U., IPMU) ; Han, T. (Pittsburgh U.) ; Harlander, R. (Aachen, Tech. Hochsch.) ; Harrendorf, M.A. (Karlsruhe U., EKP) ; Hartanto, H.B. (Aachen, Tech. Hochsch.) ; Hays, C. (Oxford U.) ; Heinemeyer, S. (Cantabria U., Santander ; Madrid, IFT) ; Heinrich, G. (Munich, Max Planck Inst.) ; Herrero, M. (Madrid, IFT ; Madrid, Autonoma U.) ; Herzog, F. (NIKHEF, Amsterdam) ; Hespel, B. (Louvain U., CP3) ; Hirschi, V. (SLAC) ; Hoeche, S. (SLAC) ; Honeywell, S. (Florida State U.) ; Huber, S.J. (Sussex U.) ; Hugonie, C. (Montpellier U.) ; Huston, J. (Michigan State U.) ; Ilnicka, A. (Zurich, ETH ; Zurich U.) ; Isidori, G. (Zurich U.) ; Jäger, B. (Tubingen U.) ; Jaquier, M. (Freiburg U.) ; Jones, S.P. (Munich, Max Planck Inst.) ; Juste, A. (Barcelona, IFAE ; Barcelona, IEEC ; ICREA, Barcelona) ; Kallweit, S. (U. Mainz, PRISMA) ; Kaluza, A. (Mainz U., Inst. Phys.) ; Kardos, A. (KLTE-ATOMKI) ; Karlberg, A. (Oxford U., Theor. Phys.) ; Kassabov, Z. (Milan U. ; INFN, Milan ; Turin U. ; INFN, Turin) ; Kauer, N. (Royal Holloway, U. of London) ; Kazakov, D.I. (Karlsruhe U., EKP ; Dubna, JINR) ; Kerner, M. (Munich, Max Planck Inst.) ; Kilian, W. (Siegen U.) ; Kling, F. (Fermilab ; Arizona U.) ; Köneke, K. (Freiburg U.) ; Kogler, R. (Hamburg U.) ; Konoplich, R. (Manhattan Coll., Riverdale ; New York U.) ; Kortner, S. (Munich, Max Planck Inst.) ; Kraml, S. (LPSC, Grenoble) ; Krause, C. (Munich U., ASC) ; Krauss, F. (Durham U., IPPP) ; Krawczyk, M. (Warsaw U.) ; Kulesza, A. (Munster U., ITP) ; Kuttimalai, S. (Durham U., IPPP) ; Lane, R. (Imperial Coll., London) ; Lazopoulos, A. (Zurich, ETH) ; Lee, G. (Technion) ; Lenzi, P. (INFN, Florence ; Florence U.) ; Lewis, I.M. (Kansas U.) ; Li, Y. (Fermilab) ; Liebler, S. (DESY) ; Lindert, J. (Zurich U.) ; Liu, X. (Maryland U.) ; Liu, Z. (Fermilab) ; Llanes-Estrada, F.J. (Madrid U.) ; Logan, H.E. (Carleton U.) ; Lopez-Val, D. (Louvain U., CP3) ; Low, I. (Northwestern U. ; Argonne) ; Luisoni, G. (CERN) ; Maierhöfer, P. (Freiburg U.) ; Maina, E. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Mansoulié, B. (CEA, DSM, Saclay) ; Mantler, H. (Karlsruhe U., ITP ; Karlsruhe, Forschungszentrum) ; Mantoani, M. (Gottingen U., II. Phys. Inst.) ; Marini, A.C. (MIT, Cambridge, CTP) ; Martinez Outschoorn, V.I. (Illinois U., Urbana (main)) ; Marzani, S. (SUNY, Buffalo) ; Marzocca, D. (Zurich U.) ; Massironi, A. (Northeastern U.) ; Mawatari, K. (LPSC, Grenoble) ; Mazzitelli, J. (ITeDA, Buenos Aires ; Buenos Aires U.) ; McCarn, A. (Michigan U.) ; Mellado, B. (Witwatersrand U.) ; Melnikov, K. (KIT, Karlsruhe) ; Menari, S.B. (Manchester U.) ; Merlo, L. (Madrid, IFT ; Madrid, Autonoma U.) ; Meyer, C. (Pennsylvania U.) ; Milenovic, P. (CERN) ; Mimasu, K. (Sussex U.) ; Mishima, S. (KEK, Tsukuba) ; Mistlberger, B. (CERN) ; Moch, S.-O. (Hamburg U., Inst. Theor. Phys. II) ; Mohammadi, A. (Kansas State U.) ; Monni, P.F. (Oxford U., Theor. Phys.) ; Montagna, G. (Pavia U. ; INFN, Pavia) ; Moreno Llácer, M. (Gottingen U., II. Phys. Inst.) ; Moretti, N. (Zurich U.) ; Moretti, S. (Southampton U.) ; Motyka, L. (Jagiellonian U.) ; Mück, A. (Aachen, Tech. Hochsch.) ; Mühlleitner, M. (Karlsruhe U., ITP) ; Munir, S. (Korea Inst. Advanced Study, Seoul) ; Musella, P. (Zurich, ETH) ; Nadolsky, P. (Southern Methodist U.) ; Napoletano, D. (Durham U., IPPP) ; Nebot, M. (Valencia U., IFIC) ; Neu, C. (Virginia U.) ; Neubert, M. (U. Mainz, PRISMA) ; Nevzorov, R. (Moscow, ITEP ; Adelaide U.) ; Nicrosini, O. (INFN, Pavia) ; Nielsen, J. (UC, Santa Cruz ; UC, Santa Cruz, Inst. Part. Phys.) ; Nikolopoulos, K. (Birmingham U.) ; No, J.M. (Sussex U.) ; O'Brien, C. (Royal Holloway, U. of London) ; Ohl, T. (Wurzburg U.) ; Oleari, C. (Milan Bicocca U. ; INFN, Milan Bicocca) ; Orimoto, T. (Northeastern U.) ; Pagani, D. (Louvain U., CP3) ; Pandini, C.E. (Paris U., VI-VII) ; Papaefstathiou, A. (CERN) ; Papanastasiou, A.S. (Cambridge U.) ; Passarino, G. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Pecjak, B.D. (Durham U., IPPP) ; Pelliccioni, M. (INFN, Turin) ; Perez, G. (Karlsruhe U., ITP) ; Perrozzi, L. (Zurich, ETH) ; Petriello, F. (Argonne ; Northwestern U.) ; Petrucciani, G. (CERN) ; Pianori, E. (Warwick U.) ; Piccinini, F. (INFN, Pavia) ; Pierini, M. (CERN) ; Pilkington, A. (Manchester U.) ; Plätzer, S. (Manchester U. ; Durham U., IPPP) ; Plehn, T. (Heidelberg U.) ; Podskubka, R. (Karlsruhe U., ITP) ; Potter, C.T. (Oregon U.) ; Pozzorini, S. (Zurich U.) ; Prokofiev, K. (Hong Kong U. Sci. Tech.) ; Pukhov, A. (SINP, Moscow) ; Puljak, I. (Split U.) ; Queitsch-Maitland, M. (Manchester U.) ; Quevillon, J. (King's Coll. London) ; Rathlev, D. (DESY) ; Rauch, M. (Karlsruhe U., ITP) ; Re, E. (Annecy, LAPTH) ; Rebelo, M.N. (Lisbon, CFTP) ; Rebuzzi, D. (Pavia U. ; INFN, Pavia) ; Reina, L. (Florida State U.) ; Reuschle, C. (Florida State U.) ; Reuter, J. (DESY) ; Riembau, M. (DESY ; Barcelona, IFAE ; Barcelona, IEEC) ; Riva, F. (CERN) ; Rizzi, A. (Pisa U. ; INFN, Pisa) ; Robens, T. (Dresden, Tech. U.) ; Röntsch, R. (KIT, Karlsruhe) ; Rojo, J. (Oxford U., Theor. Phys.) ; Romão, J.C. (Lisbon, CFTP) ; Rompotis, N. (Washington U., Seattle) ; Roskes, J. (Johns Hopkins U.) ; Roth, R. (Karlsruhe U., ITP) ; Salam, G.P. (CERN) ; Salerno, R. (Ecole Polytechnique) ; Sampaio, M.O.P. (Aveiro U.) ; Santos, R. (Lisbon U. ; Lisbon, ISEL) ; Sanz, V. (Sussex U.) ; Sanz-Cillero, J.J. (Madrid, IFT ; Madrid, Autonoma U.) ; Sargsyan, H. (Zurich U.) ; Sarica, U. (Johns Hopkins U.) ; Schichtel, P. (Durham U., IPPP) ; Schlenk, J. (Munich, Max Planck Inst.) ; Schmidt, T. (Freiburg U.) ; Schmitt, C. (Mainz U., Inst. Phys.) ; Schönherr, M. (Zurich U.) ; Schubert, U. (Munich, Max Planck Inst.) ; Schulze, M. (CERN) ; Sekula, S. (Southern Methodist U.) ; Sekulla, M. (Karlsruhe U., ITP) ; Shabalina, E. (Gottingen U., II. Phys. Inst.) ; Shao, H.S. (CERN) ; Shelton, J. (Illinois U., Urbana (main)) ; Shepherd-Themistocleous, C.H. (Rutherford) ; Shim, S.Y. (DESY) ; Siegert, F. (Dresden, Tech. U.) ; Signer, A. (Zurich U. ; PSI, Villigen) ; Silva, J.P. (Lisbon, CFTP) ; Silvestrini, L. (INFN, Rome) ; Sjodahl, M. (Lund U.) ; Slavich, P. (Paris, LPTHE) ; Slawinska, M. (NIKHEF, Amsterdam) ; Soffi, L. (Cornell U.) ; Spannowsky, M. (Durham U., IPPP) ; Speckner, C. (Freiburg U.) ; Sperka, D.M. (Florida U.) ; Spira, M. (PSI, Villigen) ; Stål, O. (Stockholm U., OKC) ; Staub, F. (CERN) ; Stebel, T. (Jagiellonian U.) ; Stefaniak, T. (UC, Santa Cruz ; UC, Santa Cruz, Inst. Part. Phys.) ; Steinhauser, M. (KIT, Karlsruhe) ; Stewart, I.W. (MIT, Cambridge, CTP) ; Strassler, M.J. (Harvard U.) ; Streicher, J. (Karlsruhe U., ITP) ; Strom, D.M. (Oregon U.) ; Su, S. (Arizona U.) ; Sun, X. (Beijing, Inst. High Energy Phys.) ; Tackmann, F.J. (DESY) ; Tackmann, K. (DESY) ; Teixeira, A.M. (Clermont-Ferrand U.) ; Teixeira de Lima, R. (Northeastern U.) ; Theeuwes, V. (SUNY, Buffalo) ; Thorne, R. (University Coll. London) ; Tommasini, D. (Democritos Nucl. Res. Ctr.) ; Torrielli, P. (Turin U. ; INFN, Turin) ; Tosi, M. (CERN) ; Tramontano, F. (Naples U. ; INFN, Naples) ; Trócsányi, Z. (KLTE-ATOMKI) ; Trott, M. (Bohr Inst.) ; Tsinikos, I. (Louvain U., CP3) ; Ubiali, M. (Cambridge U.) ; Vanlaer, P. (Brussels U.) ; Verkerke, W. (NIKHEF, Amsterdam) ; Vicini, A. (Milan U. ; INFN, Milan) ; Viliani, L. (INFN, Florence ; Florence U.) ; Vryonidou, E. (Louvain U., CP3) ; Wackeroth, D. (SUNY, Buffalo) ; Wagner, C.E.M. (Argonne ; Chicago U., KICP ; Chicago U., EFI) ; Wang, J. (Florida U.) ; Wayand, S. (Karlsruhe U., EKP) ; Weiglein, G. (DESY) ; Weiss, C. (Siegen U. ; DESY) ; Wiesemann, M. (Zurich U.) ; Williams, C. (SUNY, Buffalo) ; Winter, J. (Michigan State U.) ; Winterbottom, D. (Imperial Coll., London) ; Wolf, R. (Karlsruhe U., EKP) ; Xiao, M. (Johns Hopkins U.) ; Yang, L.L. (Peking U., CHEP ; CICQM, Beijing ; Peking U.) ; Yohay, R. (Florida State U.) ; Yuen, S.P.Y. (Bonn U.) ; Zanderighi, G. (Oxford U., Theor. Phys. ; CERN) ; Zaro, M. (Paris, LPTHE) ; Zeppenfeld, D. (Karlsruhe U., ITP) ; Ziegler, R. (Paris, LPTHE) ; Zirke, T. (Munich, Max Planck Inst.) ; Zupan, J. (Cincinnati U.)
Collaboration	LHC Higgs Cross Section Working Group
Publication	Geneva : CERN, 2017 - 849.
Series	(CERN Yellow Reports: Monographs ; 2/2017)
Note	869 pages, 295 figures, 248 tables and 1645 citations. Working Group web page: https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/LHCPhysics/LHCHXSWG
Subject category	hep-ex ; Particle Physics - Experiment ; Particle Physics - Phenomenology ; hep-ph
Abstract	This Report summarizes the results of the activities of the LHC Higgs Cross Section Working Group in the period 2014-2016. The main goal of the working group was to present the state-of-the-art of Higgs physics at the LHC, integrating all new results that have appeared in the last few years. The first part compiles the most up-to-date predictions of Higgs boson production cross sections and decay branching ratios, parton distribution functions, and off-shell Higgs boson production and interference effects. The second part discusses the recent progress in Higgs effective field theory predictions, followed by the third part on pseudo-observables, simplified template cross section and fiducial cross section measurements, which give the baseline framework for Higgs boson property measurements. The fourth part deals with the beyond the Standard Model predictions of various benchmark scenarios of Minimal Supersymmetric Standard Model, extended scalar sector, Next-to-Minimal Supersymmetric Standard Model and exotic Higgs boson decays. This report follows three previous working-group reports: Handbook of LHC Higgs Cross Sections: 1. Inclusive Observables (CERN-2011-002), Handbook of LHC Higgs Cross Sections: 2. Differential Distributions (CERN-2012-002), and Handbook of LHC Higgs Cross Sections: 3. Higgs properties (CERN-2013-004). The current report serves as the baseline reference for Higgs physics in LHC Run 2 and beyond.
ISBN	9789290834427 (print version, paperback) 9789290834434 (electronic version)
DOI	ebook: 10.23731/CYRM-2017-002 ebook: 10.2172/1345634
Copyright/License	publication: (License: CC-BY-4.0) Preprint: (License: CC-BY-4.0)

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