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Title: Muon reconstruction performance of the ATLAS detector in proton–proton collision data at √s=13 TeV

Journal Article · · European Physical Journal. C, Particles and Fields
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© 2016, CERN for the benefit of the ATLAS collaboration. This article documents the performance of the ATLAS muon identification and reconstruction using the LHC dataset recorded at s=13 TeV in 2015. Using a large sample of J/ ψ→ μμ and Z→ μμ decays from 3.2 fb - 1 of pp collision data, measurements of the reconstruction efficiency, as well as of the momentum scale and resolution, are presented and compared to Monte Carlo simulations. The reconstruction efficiency is measured to be close to 99% over most of the covered phase space (| η| < 2.5 and 5 < p T < 100 GeV). The isolation efficiency varies between 93 and 100% depending on the selection applied and on the momentum of the muon. Both efficiencies are well reproduced in simulation. In the central region of the detector, the momentum resolution is measured to be 1.7% (2.3%) for muons from J/ ψ→ μμ (Z→ μμ) decays, and the momentum scale is known with an uncertainty of 0.05%. In the region | η| > 2.2 , the p T resolution for muons from Z→ μμ decays is 2.9% while the precision of the momentum scale for low-p T muons from J/ ψ→ μμ decays is about 0.2%.

Research Organization:
SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
Atlas Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-76SF00515; AC02-05CH11231
OSTI ID:
1260801
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1379353
Journal Information:
European Physical Journal. C, Particles and Fields, Vol. 76, Issue 5; ISSN 1434-6044
Publisher:
SpringerCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 343 works
Citation information provided by
Web of Science

References (27)

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The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Jet energy measurement with the ATLAS detector in proton-proton collisions at $\sqrt{\mathrm{s}}=7\ \mathrm{TeV}$ journal March 2013
Event generation with SHERPA 1.1 journal February 2009
The ATLAS Simulation Infrastructure journal September 2010
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Pileup subtraction using jet areas journal January 2008
Geant4—a simulation toolkit
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Performance of the ATLAS Trigger System in 2010 journal January 2012
New parton distributions for collider physics journal October 2010
A general framework for implementing NLO calculations in shower Monte Carlo programs: the POWHEG BOX journal June 2010
Muon reconstruction efficiency and momentum resolution of the ATLAS experiment in proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=7$$ s = 7  TeV in 2010 journal September 2014
Study of the spin and parity of the Higgs boson in diboson decays with the ATLAS detector journal October 2015
Measurements of Higgs boson production and couplings in the four-lepton channel in p p collisions at center-of-mass energies of 7 and 8 TeV with the ATLAS detector journal January 2015
Measurement of the muon reconstruction performance of the ATLAS detector using 2011 and 2012 LHC proton–proton collision data journal November 2014
Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC journal September 2012
Review of Particle Physics text January 2008
Review of Particle Physics text January 2018
Event generation with SHERPA 1.1 text January 2009
Study of the spin and parity of the Higgs boson in diboson decays with the ATLAS detector text January 2015
Search for new light gauge bosons in Higgs boson decays to four-lepton final states in pp collisions at √s=8 TeV with the ATLAS detector at the LHC text January 2015
Measurements of Higgs boson production and couplings in the four-lepton channel in pp collisions at center-of-mass energies of 7 and 8 TeV with the ATLAS detector text January 2015
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Measurements of Higgs boson production and couplings in the four-lepton channel in $pp$ collisions at center-of-mass energies of 7 and 8 TeV with the ATLAS detector text January 2014
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Search for additional heavy neutral Higgs and gauge bosons in the ditau final state produced in 36 fb−1 of pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector journal January 2018
Measurements of top-quark pair to Z-boson cross-section ratios at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ , 8, 7 TeV with the ATLAS detector journal February 2017
Measurement of the Higgs boson coupling properties in the H → ZZ∗ → 4ℓ decay channel at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector journal March 2018
Search for new phenomena in events with a photon and missing transverse momentum in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector journal June 2016
Search for direct top squark pair production in events with a Higgs or Z boson, and missing transverse momentum in s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV pp collisions with the ATLAS detector journal August 2017
Search for pair production of vector-like top quarks in events with one lepton, jets, and missing transverse momentum in s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV pp collisions with the ATLAS detector journal August 2017
Search for pair production of heavy vector-like quarks decaying into high-pT W bosons and top quarks in the lepton-plus-jets final state in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector journal August 2018
Measurements of b-jet tagging efficiency with the ATLAS detector using t t ¯ $$ t\overline{t} $$ events at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV journal August 2018
Searches for the Zγ decay mode of the Higgs boson and for new high-mass resonances in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector journal October 2017
Search for top quark decays t → qH, with H → γγ, in s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV pp collisions using the ATLAS detector journal October 2017
Search for pair production of heavy vector-like quarks decaying to high-p T W bosons and b quarks in the lepton-plus-jets final state in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector journal October 2017
Evidence for the H → b b ¯ $$ H\to b\overline{b} $$ decay with the ATLAS detector journal December 2017
Search for new phenomena with large jet multiplicities and missing transverse momentum using large-radius jets and flavour-tagging at ATLAS in 13 TeV pp collisions journal December 2017
Spin on same-sign W -boson pair production journal July 2019
Search for new phenomena in final states with an energetic jet and large missing transverse momentum in p p collisions at s = 13 TeV using the ATLAS detector journal August 2016
Search for dark matter in association with a Higgs boson decaying to two photons at s = 13 TeV with the ATLAS detector journal December 2017
Search for B L R -parity-violating top squarks in s = 13 TeV p p collisions with the ATLAS experiment journal February 2018
Search for photonic signatures of gauge-mediated supersymmetry in 13 TeV p p collisions with the ATLAS detector journal May 2018
Measurements of t t ¯ differential cross-sections of highly boosted top quarks decaying to all-hadronic final states in p p collisions at s = 13 TeV using the ATLAS detector journal July 2018
Search for flavor-changing neutral currents in top quark decays t H c and t H u in multilepton final states in proton-proton collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector journal August 2018
Measurements of Higgs boson properties in the diphoton decay channel with 36 fb 1 of p p collision data at s = 13 TeV with the ATLAS detector journal September 2018
Search for lepton-flavor violation in different-flavor, high-mass final states in p p collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector journal November 2018
Search for lepton-flavor-violating decays of the Z boson into a τ lepton and a light lepton with the ATLAS detector journal November 2018
Search for pair and single production of vectorlike quarks in final states with at least one Z boson decaying into a pair of electrons or muons in p p collision data collected with the ATLAS detector at s = 13 TeV journal December 2018
Prospects for precision measurement of diboson processes in the semileptonic decay channel in future LHC runs journal March 2019
Search for High-Mass Resonances Decaying to τ ν in p p Collisions at s = 13 TeV with the ATLAS Detector journal April 2018
Probing the Quantum Interference between Singly and Doubly Resonant Top-Quark Production in p p Collisions at s = 13 TeV with the ATLAS Detector journal October 2018
Search for supersymmetry in a final state containing two photons and missing transverse momentum in $$\varvec{\sqrt{s}}$$ s  = 13 TeV $$\varvec{pp}$$ p p collisions at the LHC using the ATLAS detector journal September 2016
Search for squarks and gluinos in events with hadronically decaying tau leptons, jets and missing transverse momentum in proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=13$$ s = 13  TeV recorded with the ATLAS detector journal December 2016
Measurement of the $${\varvec{t\bar{t}Z}}$$ t t ¯ Z and $${\varvec{t\bar{t}W}}$$ t t ¯ W production cross sections in multilepton final states using 3.2 fb $$^{-1}$$ - 1 of $$\varvec{pp}$$ p p collisions at $$\sqrt{s}$$ s = 13 TeV with the ATLAS detector journal January 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
Measurements of the production cross section of a $$Z$$ Z boson in association with jets in pp collisions at $$\sqrt{s} = 13$$ s = 13  TeV with the ATLAS detector journal May 2017
Search for dark matter at $$\sqrt{s}=13~\mathrm{TeV}$$ s = 13 TeV in final states containing an energetic photon and large missing transverse momentum with the ATLAS detector journal June 2017
Measurement of differential cross-sections of a single top quark produced in association with a W boson at $$\sqrt{s}={13}{\text {TeV}}$$ s = 13 TeV with ATLAS journal March 2018
Search for heavy ZZ resonances in the $$\ell ^+\ell ^-\ell ^+\ell ^-$$ ℓ + ℓ - ℓ + ℓ - and $$\ell ^+\ell ^-\nu \bar{\nu }$$ ℓ + ℓ - ν ν ¯ final states using proton–proton collisions at $$\sqrt{s}= 13$$ s = 13   $$\text {TeV}$$ TeV with the ATLAS detector journal April 2018
Measurement of the $$t\bar{t}$$ production cross-section and lepton differential distributions in $$e\mu $$ dilepton events from pp collisions at $$\sqrt{s}=13\,\text {TeV}$$ with the ATLAS detector journal June 2020
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Electron and photon performance measurements with the ATLAS detector using the 2015–2017 LHC proton-proton collision data text January 2019
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Search for four-top-quark production in the single-lepton and opposite-sign dilepton final states in pp collisions at √s=13 TeV with the ATLAS detector text January 2019
Measurement of the inclusive cross-sections of single top-quark and top-antiquark t-channel production in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector journal April 2017
Search for new phenomena in a lepton plus high jet multiplicity final state with the ATLAS experiment using s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV proton-proton collision data journal September 2017
Search for charged Higgs bosons decaying via H± → τ±ντ in the τ+jets and τ+lepton final states with 36 fb−1 of pp collision data recorded at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS experiment journal September 2018
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
Search for supersymmetry in events with b-tagged jets and missing transverse momentum in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector journal November 2017
Search for top squarks in final states with one isolated lepton, jets, and missing transverse momentum in s = 13 TeV p p collisions with the ATLAS detector journal September 2016
Search for supersymmetry in events with four or more leptons in s = 13 TeV p p collisions with ATLAS journal August 2018
Combination of searches for heavy resonances decaying into bosonic and leptonic final states using 36 fb-1 of proton-proton collision data at s =13 TeV with the ATLAS detector text January 2018
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Measurements of Higgs boson properties in the diphoton decay channel with 36 fb⁻¹ of pp collision data at √s = 13 TeV with the ATLAS detector text January 2018
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Searches for heavy ZZ and ZW resonances in the ℓℓqq and ννqq final states in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector journal March 2018
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Search for chargino-neutralino production with mass splittings near the electroweak scale in three-lepton final states in s = 13 TeV p p collisions with the ATLAS detector journal April 2020
Search for top squarks decaying to tau sleptons in p p collisions at s = 13 Te V with the ATLAS detector journal August 2018
Combination of searches for heavy resonances decaying into bosonic and leptonic final states using 36 fb 1 of proton-proton collision data at s = 13 TeV with the ATLAS detector journal September 2018
Search for squarks and gluinos in final states with hadronically decaying τ -leptons, jets, and missing transverse momentum using p p collisions at s = 13     TeV with the ATLAS detector journal January 2019
ATLAS data quality operations and performance for 2015-2018 data-taking text January 2020
Identification and rejection of pile-up jets at high pseudorapidity with the ATLAS detector text January 2017
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