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

Title: Measurement of the t t ¯ production cross-section using eμ events with b-tagged jets in pp collisions at s = 13 TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · Physics Letters B
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; more »; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; « less

This paper describes a measurement of the inclusive top quark pair production cross-section (σ t$$\bar{t}$$ ) with a data sample of 3.2 fb -1 of proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of √s=13 TeV, collected in 2015 by the ATLAS detector at the LHC. This measurement uses events with an opposite-charge electron-muon pair in the final state. Jets containing b-quarks are tagged using an algorithm based on track impact parameters and reconstructed secondary vertices. The numbers of events with exactly one and exactly two b-tagged jets are counted and used to determine simultaneously σ t$$\bar{t}$$ and the efficiency to reconstruct and b-tag a jet from a top quark decay, thereby minimising the associated systematic uncertainties. The cross-section is measured to be: σ t$$\bar{t}$$ = 818±8 (stat)± 27 (syst)±19 (lumi)± 12 (beam) pb, where the four uncertainties arise from data statistics, experimental and theoretical systematic effects, the integrated luminosity and the LHC beam energy, giving a total relative uncertainty of 4.4%. The result is consistent with theoretical QCD calculations at next-to-next-to-leading order. A fiducial measurement corresponding to the experimental acceptance of the leptons is also presented.

Research Organization:
Oak Ridge National Lab. (ORNL), Oak Ridge, TN (United States). Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF); SLAC National Accelerator Lab., Menlo Park, CA (United States); Lawrence Berkeley National Lab. (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
The ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-76SF00515; AC02-05CH11231
OSTI ID:
1304161
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1326020; OSTI ID: 1379013
Journal Information:
Physics Letters B, Journal Name: Physics Letters B Vol. 761 Journal Issue: C; ISSN 0370-2693
Publisher:
ElsevierCopyright Statement
Country of Publication:
Netherlands
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 31 works
Citation information provided by
Web of Science

Cited By (38)

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
Measurement of the $$\mathrm{t}\overline{\mathrm{t}} $$ t t ¯ production cross section using events in the $$\mathrm {e}\mu $$ e μ final state in pp collisions at $$\sqrt{s}=13\,\text {TeV} $$ s = 13 TeV journal March 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
Measurement of the $${\mathrm {t}\overline{\mathrm {t}}}$$ t t ¯ production cross section, the top quark mass, and the strong coupling constant using dilepton events in pp collisions at $$\sqrt{s}=13\,\text {Te}\text {V} $$ s = 13 Te journal April 2019
Exotic colored fermions and lepton number violation at the LHC journal June 2019
A precise determination of the top-quark pole mass journal March 2018
Impact of the top quark cross-section data on parton distribution functions journal August 2018
Torsion limits from t t ¯ production at the LHC journal April 2018
b -hadron production in the general-mass variable-flavor-number scheme and the LHC data journal December 2018
ATLAS Run 1 searches for direct pair production of third-generation squarks at the Large Hadron Collider journal October 2015
Search for massive WH resonances decaying into the $$\ell \nu \mathrm{b} \overline{\mathrm{b}} $$ ℓ ν b b ¯ final state at $$\sqrt{s}=8$$ s = 8 $$~\text {TeV}$$ TeV journal April 2016
Measurement of the $${{\mathrm{W} }^{+} }\mathrm{W}^{-} $$ W + W - cross section in pp collisions at $$\sqrt{s} = 8$$ s = 8 TeVand limits on anomalous gauge couplings journal July 2016
Measurement of the WZ production cross section in pp collisions at $$\sqrt{s} = 7$$ s = 7 and 8 $$\,\text{TeV}$$ TeV and search for anomalous triple gauge couplings at $$\sqrt{s} = 8\,\text{TeV} $$ s = 8 TeV journal April 2017
Constraints on the intrinsic charm content of the proton from recent ATLAS data journal January 2019
On a possibility of a consistent interpretation of diboson excesses at LHC journal August 2016
Eta-mesic nuclei: Past, present, future journal October 2015
Charm Production and QCD Analysis at HERA and LHC text January 2017
Measurement of the $t\bar{t}$ production cross section in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV with lepton + jets final states text January 2013
Measurements of differential cross sections of top quark pair production in association with jets in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV using the ATLAS detector journal October 2018
Top-quark physics at the Large Hadron Collider journal May 2017
Heavy quarkonium photoproduction in ultrarelativistic heavy ion collisions journal January 2017
Transition between soft physics at the LHC and low- x physics at HERA journal April 2013
Application of the rescaling model at small Bjorken x values journal December 2017
F 2 c at low x journal October 2012
Measurement of W ± Z production in proton-proton collisions at $\sqrt{s}=7~\mbox{TeV}$ with the ATLAS detector journal October 2012
Combination and QCD analysis of charm production cross section measurements in deep-inelastic ep scattering at HERA journal February 2013
Measurement of differential top-quark-pair production cross sections in pp collisions at $\sqrt{s} = 7\ \mathrm{TeV}$ journal March 2013
Production of the bottom analogs and the spin partner of the X(3872) at hadron colliders journal September 2014
Parton distributions in the LHC era: MMHT 2014 PDFs journal May 2015
Energy dependence of direct-quarkonium production in $$\varvec{pp}$$ p p collisions from fixed-target to LHC energies: complete one-loop analysis journal July 2015
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
Towards an automated tool to evaluate the impact of the nuclear modification of the gluon density on quarkonium, D and B meson production in proton–nucleus collisions journal December 2016
Parton distributions from high-precision collider data: NNPDF Collaboration journal October 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
Parton distributions with small-x resummation: evidence for BFKL dynamics in HERA data 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
Pinning down the large-x gluon with NNLO top-quark pair differential distributions text January 2017
Charm Production and QCD Analysis at HERA and LHC text January 2017


Figures / Tables (7)