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Title: Measurements of normalized differential cross sections for t t ¯ production in p p collisions at ( s ) = 7 TeV using the ATLAS detector

Journal Article · · Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
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Measurements of normalized differential cross sections for top-quark pair production are presented as a function of the top-quark transverse momentum, and of the mass, transverse momentum, and rapidity of the $$ t\bar{t} $$ system, in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of $$ \sqrt{s} $$=7 TeV. The data set corresponds to an integrated luminosity of 4.6 fb-1, recorded in 2011 with the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider. Events are selected in the lepton + jets channel, requiring exactly one lepton and at least four jets with at least one of the jets tagged as originating from a b-quark. The measured spectra are corrected for detector efficiency and resolution effects and are compared to several Monte Carlo simulations and theory calculations. The results are in fair agreement with the predictions in a wide kinematic range. Nevertheless, data distributions are softer than predicted for higher values of the mass of the $$ t\bar{t} $$ system and of the top-quark transverse momentum. The measurements can also discriminate among different sets of parton distribution functions.

Research Organization:
Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
DOE Contract Number:
AC02-98CH10886
OSTI ID:
1165699
Report Number(s):
BNL-107153-2014-JA; PRVDAQ; KA1101021
Journal Information:
Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, Vol. 90, Issue 7; ISSN 1550-7998
Publisher:
American Physical Society (APS)
Country of Publication:
United States
Language:
English

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Measurement of the top quark pair cross section with ATLAS in pp collisions at <mml:math altimg="si1.gif" overflow="scroll" xmlns:xocs="http://www.elsevier.com/xml/xocs/dtd" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://www.elsevier.com/xml/ja/dtd" xmlns:ja="http://www.elsevier.com/xml/ja/dtd" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:tb="http://www.elsevier.com/xml/common/table/dtd" xmlns:sb="http://www.elsevier.com/xml/common/struct-bib/dtd" xmlns:ce="http://www.elsevier.com/xml/common/dtd" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:cals="http://www.elsevier.com/xml/common/cals/dtd"><mml:msqrt><mml:mi>s</mml:mi></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mtext> TeV</mml:mtext></mml:math> using final states with an electron or a muon and a hadronically decaying τ lepton journal October 2012
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Measurement of differential top-quark pair production cross sections in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV text January 2012
Measurement of the t t-bar production cross section in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV with lepton + jets final states text January 2012
Improved luminosity determination in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV using the ATLAS detector at the LHC text January 2013
New Generation of Parton Distributions with Uncertainties from Global QCD Analysis text January 2002
Global QCD Analysis of Parton Structure of the Nucleon: CTEQ5 Parton Distributions text January 1999

Cited By (38)

Search for charged Higgs bosons in the H ± → tb decay channel in pp collisions at s = 8 $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV using the ATLAS detector journal March 2016
Summary of the searches for squarks and gluinos using s = 8 $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV pp collisions with the ATLAS experiment at the LHC journal October 2015
Measurement of the t t ¯ W $$ t\overline{t}W $$ and t t ¯ Z $$ t\overline{t}Z $$ production cross sections in pp collisions at s = 8 $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV with the ATLAS detector journal November 2015
Measurements of top-quark pair differential cross-sections in the lepton+jets channel in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV using the ATLAS detector journal November 2017
Top-Quark p T -Spectra at LHC and Flavor Independence of z -Scaling journal January 2017
Top-quark physics at the Large Hadron Collider journal May 2017
NNNLO soft-gluon corrections for the top-quark p T and rapidity distributions journal February 2015
Measurement of the integrated and differential t t ¯ production cross sections for high- p T top quarks in p p collisions at s = 8 TeV journal October 2016
Measurement of the Top Quark Pair Production Cross Section in Proton-Proton Collisions at s = 13 TeV journal February 2016
Boosted Higgs $$\rightarrow b\bar{b}$$ → b b ¯ in vector-boson associated production at 14 TeV journal August 2015
Measurement of the differential cross section for top quark pair production in pp collisions at $$\sqrt{s} = 8\,\text {TeV} $$ s = 8 TeV journal November 2015
ATLAS Run 1 searches for direct pair production of third-generation squarks at the Large Hadron Collider journal October 2015
Search for an additional, heavy Higgs boson in the $$H\rightarrow ZZ$$ H → Z Z decay channel at $$\sqrt{s} = 8\;\text{ TeV }$$ s = 8 TeV in $$pp$$ p p collision data with the ATLAS detector journal January 2016
Measurement of the $$\mathrm{t}\overline{{\mathrm{t}}}$$ t t ¯ production cross section in the all-jets final state in pp collisions at $$\sqrt{s}=8$$ s = 8 $$\,\text {TeV}$$ TeV journal March 2016
A new method to distinguish hadronically decaying boosted Z bosons from W bosons using the ATLAS detector journal April 2016
Measurement of $$\mathrm {t}\overline{\mathrm {t}}$$ t t ¯ production with additional jet activity, including $$\mathrm {b}$$ b quark jets, in the dilepton decay channel using pp collisions at $$\sqrt{s} = 8\,\text {TeV} $$ s = 8 TeV journal July 2016
Measurements of top-quark pair differential cross-sections in the lepton+jets channel in pp collisions at $$\sqrt{s}=8\,~{\mathrm {TeV}}$$ s = 8 TeV using the ATLAS detector journal October 2016
Measurement of jet activity produced in top-quark events with an electron, a muon and two b-tagged jets in the final state in pp collisions at $$\sqrt{s}=13$$ s = 13 TeV with the ATLAS detector journal April 2017
Measurements of top-quark pair differential cross-sections in the $$e\mu $$ e μ channel in pp collisions at $$\sqrt{s} = 13$$ s = 13  TeV using the ATLAS detector journal May 2017
Measurement of double-differential cross sections for top quark pair production in pp collisions at $$\sqrt{s} = 8$$ s = 8 $$\,\text {TeV}$$ TeV and impact on parton distribution functions journal July 2017
Measurement of the jet mass in highly boosted $${\mathrm{t}}\overline{\mathrm{t}}$$ t t ¯ events from pp collisions at $$\sqrt{s}=8$$ s = 8 $$\,\text {TeV}$$ TeV journal July 2017
Measurement of lepton differential distributions and the top quark mass in $$t\bar{t}$$ t t ¯ production in pp collisions at $$\sqrt{s}=8$$ s = 8  TeV with the ATLAS detector journal November 2017
Soft-gluon corrections in top-quark production journal September 2018
Impact of the top quark cross-section data on parton distribution functions journal August 2018
Pinning down the large-x gluon with NNLO top-quark pair differential distributions text January 2017
Measurement of the differential cross-section of highly boosted top quarks as a function of their transverse momentum in s = 8 TeV proton-proton collisions using the ATLAS detector journal February 2016
Search for the Standard Model Higgs boson produced in association with top quarks and decaying into $$\varvec{b\bar{b}}$$ b b ¯ in $$\varvec{pp}$$ p p collisions at $$\sqrt{\mathbf{s}}= \varvec{8{{\,\mathrm TeV}}}$$ s = 8 T e V with the ATLAS detector journal July 2015
NNLO QCD predictions for fully-differential top-quark pair production at the Tevatron text January 2016
Measurements of tt̅ differential cross-sections of highly boosted top quarks decaying to all-hadronic final states in pp collisions at √s = 13 TeV using the ATLAS detector text January 2018
ATLAS Run 1 searches for direct pair production of third-generation squarks at the Large Hadron Collider text January 2015
NNNLO soft-gluon corrections for the top-quark $p_T$ and rapidity distributions text January 2014
Boosted Higgs $\rightarrow b\bar{b}$ in vector-boson associated production at 14 TeV text January 2015
A new method to distinguish hadronically decaying boosted $Z$ bosons from $W$ bosons using the ATLAS detector text January 2015
High-precision differential predictions for top-quark pairs at the LHC text January 2015
NNLO QCD predictions for fully-differential top-quark pair production at the Tevatron text January 2016
Top-quark physics at the Large Hadron Collider text January 2016
Pinning down the large-x gluon with NNLO top-quark pair differential distributions text January 2016
Soft-gluon corrections in top-quark production text January 2018