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Office of Scientific and Technical Information

Title: Precision measurement and interpretation of inclusive W+ W- Z/γ* production cross sections with the ATLAS detector

Journal Article · · European Physical Journal. C, Particles and Fields
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High-precision measurements by the ATLAS Collaboration are presented of inclusive W+→ℓ+νW+→ℓ-$$\bar{v}$$ and Z/γ*→ℓℓ (ℓ = e,μ) Drell-Yan production cross sections at the LHC. The data were collected in proton–proton collisions at s√=7 TeV with an integrated luminosity of 4.6 fb-1. Differential W+W- cross sections are measured in a lepton pseudorapidity range |η| <2.5. Differential Z/γ* cross sections are measured as a function of the absolute dilepton rapidity, for |yℓℓ|<3.6, for three intervals of dilepton mass, mℓℓ, extending from 46 to 150 GeV. The integrated and differential electron- and muon-channel cross sections are combined and compared to theoretical predictions using recent sets of parton distribution functions. The data, together with the final inclusive e ± p scattering cross-section data from H1 and ZEUS, are interpreted in a next-to-next-to-leading-order QCD analysis, and a new set of parton distribution functions, ATLAS-epWZ16, is obtained. The ratio of strange-to-light sea-quark densities in the proton is determined more accurately than in previous determinations based on collider data only, and is established to be close to unity in the sensitivity range of the data. Lastly, a new measurement of the CKM matrix element |Vcs| is also provided.

Research Organization:
Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States). Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-76SF00515
OSTI ID:
1390246
Journal Information:
European Physical Journal. C, Particles and Fields, Journal Name: European Physical Journal. C, Particles and Fields Journal Issue: 6 Vol. 77; ISSN 1434-6044
Publisher:
SpringerCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

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Measurement of forward W and Z boson production in pp collisions at s = 8 $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV journal January 2016
Measurement of the cross-section for Z → e+e- production in pp collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV journal February 2013
Measurement of associated W + charm production in pp collisions at $ \sqrt{s} $ = 7 TeV journal February 2014
Implementation of electroweak corrections in the POWHEG BOX: single W production journal April 2012
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Measurement of the production of a W boson in association with a charm quark in pp collisions at $ \sqrt{s} $ = 7 TeV with the ATLAS detector journal May 2014
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Measurement of the double-differential high-mass Drell-Yan cross section in pp collisions at s = 8 $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV with the ATLAS detector journal August 2016
Parton distribution function dependence of benchmark Standard Model total cross sections at the 7 TeV LHC journal September 2011
Inclusive deep inelastic scattering at high Q 2 with longitudinally polarised lepton beams at HERA journal September 2012
Measurements of branching fractions of leptonic and hadronic $ D_s^{+} $ meson decays and extraction of the $ D_s^{+} $ meson decay constant journal September 2013
Measurement of the Z/γ * boson transverse momentum distribution in pp collisions at s = 7 $$ \sqrt{s}=7 $$ TeV with the ATLAS detector journal September 2014
Measurement of the forward Z boson production cross-section in pp collisions at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV journal September 2016
Measurement of the inclusive W and Z production cross sections in pp collisions at $ \sqrt {s} = 7 $ TeV with the CMS experiment journal October 2011
Measurement of forward W → eν production in pp collisions at s = 8 $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV journal October 2016
NNLO corrections to top-pair production at hadron colliders: the all-fermionic scattering channels journal December 2012
Measurement of the differential and double-differential Drell-Yan cross sections in proton-proton collisions at $ \sqrt{s} $ = 7 TeV journal December 2013
Measurement of the forward W boson cross-section in pp collisions at s = 7 $$ \sqrt{s}=7 $$ TeV journal December 2014
PDF reweighting in the Hessian matrix approach journal December 2014
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Minuit - a system for function minimization and analysis of the parameter errors and correlations journal December 1975
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Precision determination of electroweak parameters and the strange content of the proton from neutrino deep-inelastic scattering journal December 2009
A precision measurement of charm dimuon production in neutrino interactions from the NOMAD experiment journal November 2013
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Precision measurement of the ratio of the charged kaon leptonic decay rates journal February 2013
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Improved measurement of the d ¯ / ū asymmetry in the nucleon sea journal August 2001
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Variable-flavor number scheme for next-to-next-to-leading order journal March 2006
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Improved measurements of D meson semileptonic decays to π and K mesons journal August 2009
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CT10 next-to-next-to-leading order global analysis of QCD journal February 2014
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Delineating parton distributions and the strong coupling journal April 2014
Measurement of the muon charge asymmetry in inclusive p p → W + X production at s = 7     TeV and an improved determination of light parton distribution functions journal August 2014
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New parton distribution functions from a global analysis of quantum chromodynamics journal February 2016
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Determination of the Strange-Quark Density of the Proton from ATLAS Measurements of the W → ℓ ν and Z → ℓ ℓ Cross Sections journal July 2012
Measurement of the Electron Charge Asymmetry in Inclusive W Production in p p Collisions at s = 7     TeV journal September 2012
Percent-Level-Precision Physics at the Tevatron: Next-to-Next-to-Leading Order QCD Corrections to q q ¯ → t t ¯ + X journal September 2012
Total Top-Quark Pair-Production Cross Section at Hadron Colliders Through O ( α S 4 ) journal June 2013
Measurement of Inclusive W and Z Boson Production Cross Sections in p p Collisions at s = 8     TeV journal May 2014
Improved Measurement of the π → e ν Branching Ratio journal August 2015
Measurement of D 0 → π l ν ( K l ν ) Form Factors and Absolute Branching Fractions journal August 2006
Next-to-Next-to-Leading-Order Subtraction Formalism in Hadron Collisions and its Application to Higgs-Boson Production at the Large Hadron Collider journal May 2007
Measurement of the Nucleon Strange-Antistrange Asymmetry at Next-to-Leading Order in QCD from NuTeV Dimuon Data journal November 2007
SANC integrator in the progress: QCD and EW contributions journal November 2012
Update of the MCSANC Monte Carlo integrator, v. 1.20 journal January 2016
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Measurement of the inclusive ep scattering cross section at low Q 2 and x at HERA journal September 2009
A posteriori inclusion of parton density functions in NLO QCD final-state calculations at hadron colliders: the APPLGRID project journal February 2010
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Combination and QCD analysis of charm production cross section measurements in deep-inelastic ep scattering at HERA journal February 2013
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Review of lattice results concerning low-energy particle physics journal September 2014
Electron reconstruction and identification efficiency measurements with the ATLAS detector using the 2011 LHC proton–proton collision data journal July 2014
Electron and photon energy calibration with the ATLAS detector using LHC Run 1 data journal October 2014
Measurement of the muon reconstruction performance of the ATLAS detector using 2011 and 2012 LHC proton–proton collision data journal November 2014
Jet energy measurement and its systematic uncertainty in proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=7$$ s = 7  TeV with the ATLAS detector journal January 2015
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Limits on contact interactions and leptoquarks at HERA journal May 2019
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A new simple PDF parametrization: Improved description of the HERA data journal October 2019
On the model dependence of fiducial cross-section measurements journal December 2019
FCC Physics Opportunities text January 2019
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