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U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Measurement of the top quark mass using a profile likelihood approach with the lepton + jets final states in proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=13\,\text {Te}\hspace{-.08em}\text {V}$$

Journal Article · · European Physical Journal. C, Particles and Fields (Online)
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The mass of the top quark is measured in 36.3 fb-1 of LHC proton–proton collision data collected with the CMS detector at $$\sqrt{s}=13\,\text {Te}\hspace{-.08em}\text {V}$$. The measurement uses a sample of top quark pair candidate events containing one isolated electron or muon and at least four jets in the final state. For each event, the mass is reconstructed from a kinematic fit of the decay products to a top quark pair hypothesis. A profile likelihood method is applied using up to four observables per event to extract the top quark mass. The top quark mass is measured to be 171.77 ± 0.37 GeV. This approach significantly improves the precision over previous measurements.

Research Organization:
Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States); Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
2212417
Report Number(s):
FERMILAB-PUB--23-690-CMS; CMS-TOP-20-008; CERN-EP-2022-245; arXiv:2302.01967; oai:inspirehep.net:2629755
Journal Information:
European Physical Journal. C, Particles and Fields (Online), Journal Name: European Physical Journal. C, Particles and Fields (Online) Journal Issue: 10 Vol. 83; ISSN 1434-6052
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (78)

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Measurement of the t-channel single-top-quark production cross section and of the |V tb| CKM matrix element in pp collisions at $ \sqrt{s} $ = 8 TeV journal June 2014
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Measurement of the inelastic proton-proton cross section at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV journal July 2018
Top-quark pair production at the LHC: fully differential QCD predictions at NNLO journal July 2019
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Top-pair production at the LHC through NNLO QCD and NLO EW journal October 2017
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HATHOR – HAdronic Top and Heavy quarks crOss section calculatoR journal April 2011
Top++: A program for the calculation of the top-pair cross-section at hadron colliders journal November 2014
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
HatHor  for single top-quark production: Updated predictions and uncertainty estimates for single top-quark production in hadronic collisions journal June 2015
Measurement of the top quark mass in the t t ¯ → dilepton channel from s = 8  TeV ATLAS data journal October 2016
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Cross section measurement of t -channel single top quark production in pp collisions at s = 13 TeV journal September 2017
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Measurement of the top quark mass with lepton+jets final states using $$\mathrm {p}$$ p $$\mathrm {p}$$ p collisions at $$\sqrt{s}=13\,\text {TeV} $$ s = 13 TeV journal November 2018
Measurement of the top quark mass in the $$t\bar{t}\rightarrow $$ t t ¯ → lepton+jets channel from $$\sqrt{s}=8$$ s = 8  TeV ATLAS data and combination with previous results journal March 2019
Measurement of the top quark mass in the all-jets final state at $$\sqrt{s}=13\,\text {TeV} $$ s = 13 TeV and combination with the lepton+jets channel journal April 2019
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
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Table 99 dataset January 2017
Incorporating Nuisance Parameters in Likelihoods for Multisource Spectra null January 2011