skip to main content
OSTI.GOV title logo U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Title: Measurement of the differential cross sections for top quark pair production as a function of kinematic event variables in p p collisions at s = 7 and 8 TeV

Journal Article · · Physical Review D
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; more »; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; « less

Measurements are reported of the normalized differential cross sections for top quark pair production with respect to four kinematic event variables: the missing transverse energy; the scalar sum of the jet transverse momentum (pT); the scalar sum of the pT of all objects in the event; and the pT of leptonically decaying W bosons from top quark decays. The data sample, collected using the CMS detector at the LHC, consists of 5.0 fb–1 of proton-proton collisions at √s = 7 TeV and 19.7 fb–1 at √s = 8 TeV. Top quark pair events containing one electron or muon are selected. The results are presented after correcting for detector effects to allow direct comparison with theoretical predictions. In conclusion, no significant deviations from the predictions of several standard model event simulation generators are observed.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Lab. (LLNL), Livermore, CA (United States); Argonne National Lab. (ANL), Argonne, IL (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
1322445
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1294442
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-16-253-CMS; CMS-TOP-12-042; CERN-EP-2016-139; arXiv:1607.00837; PRVDAQ; 052006
Journal Information:
Physical Review D, Journal Name: Physical Review D Vol. 94 Journal Issue: 5; ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical SocietyCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 4 works
Citation information provided by
Web of Science

References (46)

Single-top Wt-channel production matched with parton showers using the POWHEG method journal February 2011
SVD approach to data unfolding
  • Höcker, Andreas; Kartvelishvili, Vakhtang
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 372, Issue 3 https://doi.org/10.1016/0168-9002(95)01478-0
journal April 1996
New Generation of Parton Distributions with Uncertainties from Global QCD Analysis journal July 2002
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
CT10 next-to-next-to-leading order global analysis of QCD journal February 2014
Matching NLO QCD computations and parton shower simulations journal June 2002
Determination of jet energy calibration and transverse momentum resolution in CMS journal November 2011
Measurement of the underlying event activity at the LHC with $ \sqrt {s} = 7 $ TeV and comparison with $ \sqrt {s} = 0.9 $ TeV journal September 2011
The catchment area of jets journal April 2008
Differential top-antitop cross-section measurements as a function of observables constructed from final-state particles using pp collisions at s = 7 $$ \sqrt{s}=7 $$ TeV in the ATLAS detector journal June 2015
Review of Particle Physics journal August 2014
Measurements of inclusive W and Z cross sections in pp collisions at $ \sqrt {s} = 7 $ TeV journal January 2011
Performance of electron reconstruction and selection with the CMS detector in proton-proton collisions at √ s = 8 TeV journal June 2015
New parton distributions for collider physics journal October 2010
A New Method for Combining NLO QCD with Shower Monte Carlo Algorithms journal November 2004
A general framework for implementing NLO calculations in shower Monte Carlo programs: the POWHEG BOX journal June 2010
Identification of b-quark jets with the CMS experiment journal April 2013
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
PYTHIA 6.4 physics and manual journal May 2006
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
Erratum: NLO single-top production matched with shower in POWHEG: s- and t-channel contributions journal February 2010
Measurement of the inelastic proton–proton cross section 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" xmlns:sa="http://www.elsevier.com/xml/common/struct-aff/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> journal May 2013
The automated computation of tree-level and next-to-leading order differential cross sections, and their matching to parton shower simulations journal July 2014
Parton distributions with LHC data journal February 2013
Performance of the CMS missing transverse momentum reconstruction in pp data at √ s = 8 TeV journal February 2015
Measurement of differential t t ¯ production cross sections in p p ¯ collisions journal November 2014
Top++: A program for the calculation of the top-pair cross-section at hadron colliders journal November 2014
NLO single-top production matched with shower in POWHEG: s - and t -channel contributions journal September 2009
Uncertainties on α S in global PDF analyses and implications for predicted hadronic cross sections journal October 2009
First Measurement of the t t ¯ Differential Cross Section d σ / d M t t ¯ in p p ¯ Collisions at s = 1.96 TeV journal June 2009
Measurement of differential top-quark-pair production cross sections in pp collisions at $\sqrt{s} = 7\ \mathrm{TeV}$ journal March 2013
Pileup subtraction using jet areas journal January 2008
Geant4—a simulation toolkit
  • Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 506, Issue 3 https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
journal July 2003
W Boson Production Cross Section at the Large Hadron Collider with O ( α s 2 ) Corrections journal June 2006
Electroweak gauge boson production at hadron colliders through O ( α s 2 ) journal December 2006
Description and performance of track and primary-vertex reconstruction with the CMS tracker journal October 2014
Performance of CMS muon reconstruction in pp collision events at √s = 7 TeV journal October 2012
Evidence for the 125 GeV Higgs boson decaying to a pair of τ leptons journal May 2014
HERWIG 6: an event generator for hadron emission reactions with interfering gluons (including supersymmetric processes) journal January 2001
Matching NLO QCD computations with parton shower simulations: the POWHEG method journal November 2007
The CMS experiment at the CERN LHC journal August 2008
NNLL threshold resummation for top-pair and single-top production journal July 2014
Measurement of the ratio of the inclusive 3-jet cross section to the inclusive 2-jet cross section in pp collisions at $\sqrt{s} = 7\ \mathrm{TeV}$ and first determination of the strong coupling constant in the TeV range journal October 2013
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
Evidence for the 125 GeV Higgs boson decaying to a pair of τ leptons text January 2014
Measurement of the underlying event activity at the LHC with $\sqrt{s}\ =$ 7 TeV and comparison with $\sqrt{s}\ =$ 0.9 TeV text January 2011