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Office of Scientific and Technical Information

Title: Determination of the strong coupling constant αS(mZ) from measurements of inclusive W± and Z boson production cross sections in proton-proton collisions at $$ \sqrt{\mathrm{s}} $$ = 7 and 8 TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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Twelve measurements of inclusive cross sections of W± and Z boson production, performed in proton-proton collisions at centre-of-mass energies of 7 and 8 TeV, are compared with perturbative quantum chromodynamics calculations at next-to-next- to-leading order (NNLO) accuracy obtained with the CT14, HERAPDF2.0, MMHT14, and NNPDF3.0 parton distribution functions (PDFs). Data and theory agree well for all PDF sets, taking into account the experimental and theoretical uncertainties. A novel procedure is employed to extract the strong coupling constant at the Z pole mass from a detailed comparison of all the experimental fiducial cross sections to the corresponding NNLO theoretical predictions, yielding \( {\alpha}_{\mathrm{S}}\left({m}_{\mathrm{Z}}\right)={0.1163}_{-0.0031}^{+0.0024} \) (CT14), \( {0.1072}_{-0.0040}^{+0.0043} \) (HERAPDF2.0), 0.1186 ± 0.0025 (MMHT14), and 0.1147± 0.0023 (NNPDF3.0). Using the results obtained with the CT14 and MMHT14 PDFs, which yield the most robust and stable αS(mZ) extractions, a value \( {\alpha}_{\mathrm{S}}\left({m}_{\mathrm{Z}}\right)={0.1175}_{-0.0028}^{+0.0025} \) is determined.

Research Organization:
Univ. of Colorado, Boulder, CO (United States); Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP); National Science Foundation (NSF); Nvidia Corporation; Welch Foundation; Weston Havens Foundation
Contributing Organization:
The CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
SC0010005; AC02-07CH11359; C-1845
OSTI ID:
1637492
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1596064
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-20-047-CMS; arXiv:1912.04387; CMS-SMP-18-005; CERN-EP-2019-259; TRN: US2201628
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2020, Issue 6; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer BerlinCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (36)

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QCD ⊕ QED NNLO corrections to Drell-Yan production journal November 2018
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A complete calculation of the order αs2 correction to the Drell-Yan K-factor journal August 1991
Precision studies of observables in $$p p \rightarrow W \rightarrow l\nu _l$$ p p → W → l ν l and $$ pp \rightarrow \gamma ,Z \rightarrow l^+ l^-$$ p p → γ , Z → l + l - processes at the LHC journal May 2017
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Parton distributions from high-precision collider data: NNPDF Collaboration journal October 2017
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Color-singlet production at NNLO in MCFM journal December 2016
NLO EW and QCD proton–proton cross section calculations with mcsanc-v1.01 journal October 2013
Parton distributions for the LHC text January 2007
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Parton distributions in the LHC era: MMHT 2014 PDFs journal May 2015
A method and tool for combining differential or inclusive measurements obtained with simultaneously constrained uncertainties journal November 2017
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Figures / Tables (20)