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Office of Scientific and Technical Information

Title: Measurement of the top-quark mass in $$\mathrm{t}\overline{\mathrm{t}}$$ events with dilepton final states in pp collisions at $$\sqrt{s}=7\ \mbox{TeV}$$

Journal Article · · European Physical Journal. C, Particles and Fields
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The top-quark mass is measured in proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 TeV using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 5.0 inverse femtobarns collected by the CMS experiment at the LHC. The measurement is performed in the dilepton decay channel t t-bar to ell+ nu[ell] b, ell- anti-nu[ell] b-bar, where ell=e,mu. Candidate top-quark decays are selected by requiring two leptons, at least two jets, and imbalance in transverse momentum. The mass is reconstructed with an analytical matrix weighting technique using distributions derived from simulated samples. Using a maximum-likelihood fit, the top-quark mass is determined to be 172.5 +/- 0.4 (stat) +/- 1.5 (syst) GeV.

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:
The CMS Collaboration
DOE Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
1406518
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-12-753-CMS; arXiv:1209.2393; CMS-TOP-11-016; CERN-PH-EP-2012-222; 1185104
Journal Information:
European Physical Journal. C, Particles and Fields, Vol. 72, Issue 10; ISSN 1434-6044
Publisher:
Springer
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (16)

Decay and polarization properties of the top quark journal March 1992
Erratum: Analytical solution of t t ¯ dilepton equations [Phys. Rev. D 73 , 054015 (2006)] journal October 2008
Measuring the running top-quark mass journal September 2009
Implications of CTEQ global analysis for collider observables journal July 2008
HATHOR – HAdronic Top and Heavy quarks crOss section calculatoR journal April 2011
Tuning Monte Carlo generators: The Perugia tunes journal October 2010
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
Analytical solution of t t ¯ dilepton equations journal March 2006
Universal interface of TAUOLA: Technical and physics documentation journal March 2012
Electroweak gauge boson production at hadron colliders through O ( α s 2 ) journal December 2006
Measurement of the Top Quark Mass and t t ¯ Production Cross Section from Dilepton Events at the Collider Detector at Fermilab journal March 1998
Measurement of the Top Quark Mass Using Dilepton Events journal March 1998
Measurement of the top quark mass with the template method in the $t\bar{t} \to\mathrm{lepton}+\mathrm{jets}$ channel using ATLAS data journal June 2012
Revisiting the global electroweak fit of the Standard Model and beyond with Gfitter journal March 2009
Search for neutral Higgs bosons decaying to tau pairs 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> </mml:mtext><mml:mtext>TeV</mml:mtext></mml:math> journal June 2012
Algebraic approach to solve t t ¯ dilepton equations journal November 2005