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Precision measurement of forward $Z$ boson production in proton-proton collisions at $\sqrt{s} = 13$ TeV

A precision measurement of the $Z$ boson production cross-section at $\sqrt{s} = 13$ TeV in the forward region is presented, using $pp$ collision data collected by the LHCb detector, corresponding to an integrated luminosity of 5.1 fb$^{-1}$. The production cross-section is measured using $Z\rightar...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores principales: Aaij, R., Abdelmotteleb, A.S.W., Abellán Beteta, C., Abudinén, F., Ackernley, T., Adeva, B., Adinolfi, M., Afsharnia, H., Agapopoulou, C., Aidala, C.A., Aiola, S., Ajaltouni, Z., Akar, S., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Albero, A. Alfonso, Aliouche, Z., Alkhazov, G., Alvarez Cartelle, P., Amato, S., Amey, J.L., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andersson, M., Andreianov, A., Andreotti, M., Archilli, F., Artamonov, A., Artuso, M., Arzymatov, K., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bachmann, S., Bachmayer, M., Back, J.J., Rodriguez, P. Baladron, Balagura, V., Baldini, W., Baptista de Souza Leite, J., Barbetti, M., Barlow, R.J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Baryshnikov, F., Basels, J.M., Bashir, S., Bassi, G., Batsukh, B., Battig, A., Bay, A., Beck, A., Becker, M., Bedeschi, F., Bediaga, I., Beiter, A., Belavin, V., Belin, S., Bellee, V., Belous, K., Belov, I., Belyaev, I., Bencivenni, G., Ben-Haim, E., Berezhnoy, A., Bernet, R., Berninghoff, D., Bernstein, H.C., Bertella, C., Bertolin, A., Betancourt, C., Betti, F., Bezshyiko, Ia., Bezshyiko, Iaroslava, Bhasin, S., Bhom, J., Bian, L., Bieker, M.S., Biesuz, N.V., Bifani, S., Billoir, P., Biolchini, A., Birch, M., Bishop, F.C.R., Bitadze, A., Bizzeti, A., Bjørn, M., Blago, M.P., Blake, T., Blanc, F., Blusk, S., Bobulska, D., Boelhauve, J.A., Garcia, O. Boente, Boettcher, T., Boldyrev, A., Bondar, A., Bondar, N., Borghi, S., Borisyak, M., Borsato, M., Borsuk, J.T., Bouchiba, S.A., Bowcock, T.J.V., Boyer, A., Bozzi, C., Bradley, M.J., Braun, S., Brea Rodriguez, A., Brodzicka, J., Gonzalo, A. Brossa, Brundu, D., Buonaura, A., Buonincontri, L., Burke, A.T., Burr, C., Bursche, A., Butkevich, A., Butter, J.S., Buytaert, J., Byczynski, W., Cadeddu, S., Cai, H., Calabrese, R., Calefice, L., Cali, S., Calladine, R., Calvi, M., Calvo Gomez, M., Camargo Magalhaes, P., Campana, P., Campoverde Quezada, A.F., Capelli, S., Capriotti, L., Carbone, A., Carboni, G., Cardinale, R., Cardini, A., Carli, I., Carniti, P., Carus, L., Carvalho Akiba, K., Vidal, A. Casais, Caspary, R., Casse, G., Cattaneo, M., Cavallero, G., Celani, S., Cerasoli, J., Cervenkov, D., Chadwick, A.J., Chapman, M.G., Charles, M., Charpentier, Philippe, Charpentier, Ph., Chatzikonstantinidis, G., Chavez Barajas, C.A., Chefdeville, M., Chen, C., Chen, S., Chernov, A., Chobanova, V., Cholak, S., Chrzaszcz, M., Chubykin, A., Chulikov, V., Ciambrone, P., Cicala, M.F., Cid Vidal, X., Ciezarek, G., Clarke, P.E.L., Clemencic, M., Cliff, H.V., Closier, J., Cobbledick, J.L., Coco, V., Coelho, J.A.B., Cogan, J., Cogneras, E., Cojocariu, L., Collins, P., Colombo, T., Congedo, L., Contu, A., Cooke, N., Coombs, G., Corredoira, I., Corti, G., Costa Sobral, C.M., Couturier, B., Craik, D.C., Crkovská, J., Cruz Torres, M., Currie, R., Da Silva, C.L., Dadabaev, S., Dai, L., Dall'Occo, E., Dalseno, J., D'Ambrosio, C., Danilina, A., d'Argent, P., Dashkina, A., Davies, J.E., Davis, A., De Aguiar Francisco, O., De Bruyn, K., De Capua, S., De Cian, M., De Lucia, E., De Miranda, J.M., De Paula, L., De Serio, M., De Simone, D., De Simone, P., De Vellis, F., de Vries, J.A., Dean, C.T., Debernardis, F., Decamp, D., Dedu, V., Del Buono, L., Delaney, B., Dembinski, H.-P., Dendek, A., Denysenko, V., Derkach, D., Deschamps, O., Desse, F., Dettori, F., Dey, B., Di Cicco, A., Di Nezza, P., Didenko, S., Maronas, L. Dieste, Dijkstra, H., Dobishuk, V., Dong, C., Donohoe, A.M., Dordei, F., dos Reis, A.C., Douglas, L., Dovbnya, A., Downes, A.G., Dudek, M.W., Dufour, L., Duk, V., Durante, P., Durham, J.M., Dutta, D., Dziurda, A., Dzyuba, A., Easo, S., Egede, U., Egorychev, V., Eidelman, S., Eisenhardt, S., Ek-In, S., Eklund, L., Ely, S., Ene, A., Epple, E., Escher, S., Eschle, J., Esen, S., Evans, T., Falcao, L.N., Fan, Y., Fang, B., Farry, S., Fazzini, D., Féo, M., Fernandez Prieto, A., Fernez, A.D., Ferrari, F., Lopes, L. Ferreira, Ferreira Rodrigues, F., Sole, S. Ferreres, Ferrillo, M., Ferro-Luzzi, M., Filippov, S., Fini, R.A., Fiorini, M., Firlej, M., Fischer, Kamil Leszek, Fischer, K.M., Fitzgerald, D.S., Fitzpatrick, C., Fiutowski, T., Fkiaras, A., Fleuret, F., Fontana, M., Fontanelli, F., Forty, R., Foulds-Holt, D., Franco Lima, V., Franco Sevilla, M., Frank, M., Franzoso, E., Frau, G., Frei, C., Friday, D.A., Fu, J., Fuehring, Q., Gabriel, E., Galati, G., Gallas Torreira, A., Galli, D., Gambetta, S., Gan, Y., Gandelman, M., Gandini, P., Gao, Y., Garau, M., Garcia Martin, L.M., Moreno, P. Garcia, García Pardiñas, J., Plana, B. Garcia, Garcia Rosales, F.A., Garrido, L., Gaspar, C., Geertsema, R.E., Gerick, D., Gerken, L.L., Gersabeck, E., Gersabeck, M., Gershon, T., Gerstel, D., Giambastiani, L., Gibson, V., Giemza, H.K., Gilman, A.L., Giovannetti, M., Gioventù, A., Gironell, P. Gironella, Giugliano, C., Gizdov, K., Gkougkousis, E.L., Gligorov, V.V., Göbel, C., Golobardes, E., Golubkov, D., Golutvin, A., Gomes, A., Fernandez, S. Gomez, Abrantes, F. Goncalves, Goncerz, M., Gong, G., Gorbounov, P., Gorelov, I.V., Gotti, C., Govorkova, E., Grabowski, J.P., Grammatico, T., Granado Cardoso, L.A., Graugés, E., Graverini, E., Graziani, G., Grecu, A., Greeven, L.M., Grieser, N.A., Grillo, L., Gromov, S., Gruberg Cazon, B.R., Gu, C., Guarise, M., Guittiere, M., Günther, P.A., Gushchin, E., Guth, A., Guz, Y., Gys, T., Hadavizadeh, T., Haefeli, G., Haen, C., Haimberger, J., Halewood-leagas, T., Hamilton, P.M., Hammerich, J.P., Han, Q., Han, X., Hancock, T.H., Hansen, E.B., Hansmann-Menzemer, S., Harnew, N., Harrison, T., Hasse, C., Hatch, M., He, J., Hecker, M., Heijhoff, K., Heinicke, K., Henderson, R.D.L., Hennequin, A.M., Hennessy, K., Henry, L., Heuel, J., Hicheur, A., Hill, D., Hilton, M., Hollitt, S.E., Hou, R., Hou, Y., Hu, Jiangqiao, Hu, Jifeng, Hu, W., Hu, X., Huang, W., Huang, X., Hulsbergen, W., Hunter, R.J., Hushchyn, M., Hutchcroft, D., Hynds, D., Ibis, P., Idzik, M., Ilin, D., Ilten, P., Inglessi, A., Ishteev, A., Ivshin, K., Jacobsson, R., Jage, H., Jakobsen, S., Jans, E., Jashal, B.K., Jawahery, A., Jevtic, V., Jiang, X., John, M., Johnson, D., Jones, C.R., Jones, T.P., Jost, B., Jurik, N., Kalavan Kadavath, S.H., Kandybei, S., Kang, Y., Karacson, M., Karpov, M., Kautz, J.W., Keizer, F., Keller, D.M., Kenzie, M., Ketel, T., Khanji, B., Kharisova, A., Kholodenko, S., Kirn, T., Kirsebom, V.S., Kitouni, O., Klaver, S., Kleijne, N., Klimaszewski, K., Kmiec, M.R., Koliiev, S., Kondybayeva, A., Konoplyannikov, A., Kopciewicz, P., Kopecna, R., Koppenburg, P., Korolev, M., Kostiuk, I., Kot, O., Kotriakhova, S., Kravchenko, P., Kravchuk, L., Krawczyk, R.D., Kreps, M., Kress, F., Kretzschmar, S., Krokovny, P., Krupa, W., Krzemien, W., Kubat, J., Kucharczyk, M., Kudryavtsev, V., Kuindersma, H.S., Kunde, G.J., Kvaratskheliya, T., Lacarrere, D., Lafferty, G., Lai, A., Lampis, A., Lancierini, D., Lane, J.J., Lane, R., Lanfranchi, G., Langenbruch, C., Langer, J., Lantwin, O., Latham, T., Lazzari, F., Le Gac, R., Lee, S.H., Lefèvre, R., Leflat, A., Legotin, S., Leroy, O., Lesiak, T., Leverington, B., Li, H., Li, P., Li, S., Li, Yiming, Li, Yutong, Li, Z., Liang, X., Lin, T., Lindner, R., Lisovskyi, V., Litvinov, R., Liu, G., Liu, H., Liu, Q., Liu, S., Lobo Salvia, A., Loi, A., Castro, J. Lomba, Longstaff, I., Lopes, J.H., López Soliño, S., Lovell, G.H., Lu, Y., Lucarelli, C., Lucchesi, D., Luchuk, S., Lucio Martinez, M., Lukashenko, V., Luo, Y., Lupato, A., Luppi, E., Lupton, O., Lusiani, A., Lyu, X., Ma, L., Ma, R., Maccolini, S., Machefert, F., Maciuc, F., Macko, V., Mackowiak, P., Maddrell-Mander, S., Madejczyk, O., Mohan, L.R. Madhan, Maev, O., Maevskiy, A., Majewski, M.W., Malczewski, J.J., Malde, S., Malecki, B., Malinin, A., Maltsev, T., Malygina, H., Manca, G., Mancinelli, G., Manuzzi, D., Marangotto, D., Maratas, J., Marchand, J.F., Marconi, U., Mariani, S., Marin Benito, C., Marinangeli, M., Marks, J., Marshall, A.M., Marshall, P.J., Martelli, G., Martellotti, G., Martinazzoli, L., Martinelli, M., Martinez Santos, D., Vidal, F. Martinez, Massafferri, A., Materok, M., Matev, R., Mathad, A., Matiunin, V., Matteuzzi, C., Mattioli, K.R., Mauri, A., Maurice, E., Mauricio, J., Mazurek, M., McCann, M., Mcconnell, L., Mcgrath, T.H., Mchugh, N.T., McNab, A., McNulty, R., Mead, J.V., Meadows, B., Meier, G., Melnychuk, D., Meloni, S., Merk, M., Merli, A., Meyer Garcia, L., Mikhasenko, M., Milanes, D.A., Millard, E., Milovanovic, M., Minard, M.-N., Minotti, A., Minzoni, L., Mitchell, S.E., Mitreska, B., Mitzel, D.S., Mödden, A., Mohammed, R.A., Moise, R.D., Mokhnenko, S., Mombächer, T., Monroy, I.A., Monteil, S., Morandin, M., Morello, G., Morello, M.J., Moron, J., Morris, A.B., Morris, A.G., Mountain, R., Mu, H., Muheim, F., Mulder, M., Müller, D., Müller, K., Murphy, C.H., Murray, D., Murta, R., Muzzetto, P., Naik, P., Nakada, T., Nandakumar, R., Nanut, T., Nasteva, I., Needham, M., Neri, N., Neubert, S., Neufeld, N., Newcombe, R., Niel, E.M., Nieswand, S., Nikitin, N., Nolte, N.S., Normand, C., Nunez, C., Oblakowska-Mucha, A., Obraztsov, V., Oeser, T., O'Hanlon, D.P., Okamura, S., Oldeman, R., Oliva, F., Olivares, M.E., Onderwater, C.J.G., O'Neil, R.H., Otalora Goicochea, J.M., Ovsiannikova, T., Owen, P., Oyanguren, A., Padeken, K.O., Pagare, B., Pais, P.R., Pajero, T., Palano, A., Palutan, M., Pan, Y., Panshin, G., Papanestis, A., Pappagallo, M., Pappalardo, L.L., Pappenheimer, C., Parker, W., Parkes, C., Passalacqua, B., Passaleva, G., Pastore, A., Patel, M., Patrignani, C., Pawley, C.J., Pearce, A., Pellegrino, A., Pepe Altarelli, M., Perazzini, S., Pereima, D., Pereiro Castro, A., Perret, P., Petric, M., Petridis, K., Petrolini, A., Petrov, A., Petrucci, S., Petruzzo, M., Pham, T.T.H., Philippov, A., Piandani, R., Pica, L., Piccini, M., Pietrzyk, B., Pietrzyk, G., Pili, M., Pinci, D., Pisani, F., Pizzichemi, M., K, Resmi P., Placinta, V., Plews, J., Plo Casasus, M., Polci, F., Lener, M. Poli, Poliakova, M., Poluektov, A., Polukhina, N., Polyakov, I., Polycarpo, E., Ponce, S., Popov, D., Popov, S., Poslavskii, S., Prasanth, K., Promberger, L., Prouve, C., Pugatch, V., Puill, V., Punzi, G., Qi, H., Qian, W., Qin, N., Qiu, Y., Quagliani, R., Raab, N.V., Rabadan Trejo, R.I., Rachwal, B., Rademacker, J.H., Rama, M., Ramos Pernas, M., Rangel, M.S., Ratnikov, F., Raven, G., Reboud, M., Redi, F., Reiss, F., Remon Alepuz, C., Ren, Z., Renaudin, V., Ribatti, R., Ricci, A.M., Ricciardi, S., Rinnert, K., Robbe, P., Robertson, G., Rodrigues, A.B., Rodrigues, E., Rodriguez Lopez, J.A., Rodriguez, E.R.R. Rodriguez, Rollings, A., Roloff, P., Romanovskiy, V., Romero Lamas, M., Romero Vidal, A., Roth, J.D., Rotondo, M., Rudolph, M.S., Ruf, T., Fernandez, R.A. Ruiz, Ruiz Vidal, J., Ryzhikov, A., Ryzka, J., Saborido Silva, J.J., Sagidova, N., Sahoo, N., Saitta, B., Salomoni, M., Gras, C. Sanchez, Santacesaria, R., Santamarina Rios, C., Santimaria, M., Santovetti, E., Saranin, D., Sarpis, G., Sarpis, M., Sarti, A., Satriano, C., Satta, A., Saur, M., Savrina, D., Sazak, H., Smead, L.G. Scantlebury, Scarabotto, A., Schael, S., Scherl, S., Schiller, M., Schindler, H., Schmelling, M., Schmidt, B., Schmitt, S., Schneider, O., Schopper, A., Schubiger, M., Schulte, S., Schune, M.H., Schwemmer, R., Sciascia, B., Sellam, S., Semennikov, A., Senghi Soares, M., Sergi, A., Serra, N., Sestini, L., Seuthe, A., Shang, Y., Shangase, D.M., Shapkin, M., Shchemerov, I., Shchutska, L., Shears, T., Shekhtman, L., Shen, Z., Sheng, S., Shevchenko, V., Shields, E.B., Shimizu, Y., Shmanin, E., Shupperd, J.D., Siddi, B.G., Silva Coutinho, R., Simi, G., Simone, S., Skidmore, N., Skwarnicki, T., Slater, M.W., Slazyk, I., Smallwood, J.C., Smeaton, J.G., Smetkina, A., Smith, E., Smith, M., Snoch, A., Soares Lavra, L., Sokoloff, M.D., Soler, F.J.P., Solovev, A., Solovyev, I., De Almeida, F.L. Souza, De Paula, B. Souza, Spaan, B., Norella, E. Spadaro, Spradlin, P., Stagni, F., Stahl, M., Stahl, S., Stanislaus, S., Steinkamp, O., Stenyakin, O., Stevens, H., Stone, S., Strekalina, D., Suljik, F., Sun, J., Sun, L., Sun, Y., Svihra, P., Swallow, P.N., Swientek, K., Szabelski, A., Szumlak, T., Szymanski, M., Taneja, S., Tanner, A.R., Tat, M.D., Terentev, A., Teubert, F., Thomas, E., Thompson, D.J.D., Thomson, K.A., Tilquin, H., Tisserand, V., T'Jampens, S., Tobin, M., Tomassetti, L., Tong, X., Torres Machado, D., Tou, D.Y., Trifonova, E., Trilov, S.M., Trippl, C., Tuci, G., Tully, A., Tuning, N., Ukleja, A., Unverzagt, D.J., Ursov, E., Usachov, A., Ustyuzhanin, A., Uwer, U., Vagner, A., Vagnoni, V., Valassi, A., Valenti, G., Canudas, N. Valls, van Beuzekom, M., Van Dijk, M., Van Hecke, H., van Herwijnen, E., van Veghel, M., Vazquez Gomez, R., Vazquez Regueiro, P., Vázquez Sierra, C., Vecchi, S., Velthuis, J.J., Veltri, M., Venkateswaran, A., Veronesi, M., Vesterinen, M., Vieira, D., Vieites Diaz, M., Viemann, H., Vilasis-Cardona, X., Vilella Figueras, E., Villa, A., Vincent, P., Volle, F.C., Vom Bruch, D., Vorobyev, A., Vorobyev, V., Voropaev, N., Vos, K., Waldi, R., Walsh, J., Wang, C., Wang, Jialu, Wang, Jianchun, Wang, Jianqiao, Wang, Jike, Wang, M., Wang, R., Wang, Y., Wang, Zhenzi, Wang, Zirui, Wang, Ziyi, Ward, J.A., Watson, N.K., Weber, S.G., Websdale, D., Weisser, C., Westhenry, B.D.C., White, D.J., Whitehead, M., Wiederhold, A.R., Wiedner, D., Wilkinson, G., Wilkinson, M., Williams, I., Williams, Mike, Williams, Mark Richard James, Wilson, F.F., Wislicki, W., Witek, M., Witola, L., Wormser, G., Wotton, S.A., Wu, H., Wyllie, K., Xiang, Z., Xiao, D., Xie, Y., Xu, A., Xu, J., Xu, L., Xu, M., Xu, Q., Xu, Zehua, Xu, Zhihao, Yang, D., Yang, S., Yang, Y., Yang, Zhenwei, Yang, Zishuo, Yao, Y., Yeomans, L.E., Yin, H., Yu, J., Yuan, X., Yushchenko, O., Zaffaroni, E., Zavertyaev, M., Zdybal, M., Zenaiev, O., Zeng, M., Zhang, D., Zhang, L., Zhang, Shulei, Zhang, Shunan, Zhang, Yanxi, Zhang, Yu, Zharkova, A., Zhelezov, A., Zheng, Y., Zhou, T., Zhou, X., Zhou, Y., Zhovkovska, V., Zhu, Xianglei, Zhu, Xiaoyu, Zhu, Z., Zhukov, V., Zonneveld, J.B., Zou, Q., Zucchelli, S., Zuliani, D., Zunica, G.
Lenguaje:eng
Publicado: 2021
Materias:
Acceso en línea:https://dx.doi.org/10.1007/JHEP07(2022)026
http://cds.cern.ch/record/2798114
Descripción
Sumario:A precision measurement of the $Z$ boson production cross-section at $\sqrt{s} = 13$ TeV in the forward region is presented, using $pp$ collision data collected by the LHCb detector, corresponding to an integrated luminosity of 5.1 fb$^{-1}$. The production cross-section is measured using $Z\rightarrow\mu^+\mu^-$ events within the fiducial region defined as pseudorapidity $2.0<\eta<4.5$ and transverse momentum $p_{T}>20$ GeV/$c$ for both muons and dimuon invariant mass $60 < M_{\mu\mu}<120$ GeV/$c^2$. The integrated cross-section is determined to be \begin{equation*} \sigma(Z\rightarrow\mu^+\mu^-) = 195.3 \pm 0.2 \pm 1.5 \pm 3.9 \ \text{pb}, \end{equation*} where the first uncertainty is statistical, the second is systematic, and the third is due to the luminosity determination. The measured results are in agreement with theoretical predictions, including a prediction at next-to-next-to-leading order in perturbative quantum chromodynamics and a prediction with resummation.