Measurement of differential cross sections for top quark pair production using the Lepton + Jets Final State in Proton-Proton Collisions at 13 TeV

Differential and double-differential cross sections for the production of top quark pairs in proton-proton collisions at 13 TeV are measured as a function of jet multiplicity and of kinematic variables of the top quarks and the top quark-antiquark system. This analysis is based on data collected by...

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Bibliographic Details
Main Authors: Khachatryan, V., Sirunyan, A. M., Tumasyan, A., Adam, W., Asilar, E., Bergauer, T., Brandstetter, J., Brondolin, E., Dragicevic, M., Erö, J., Flechl, M., Friedl, M., Frühwirth, R., Ghete, V. M., Hartl, C., Hörmann, N., Hrubec, J., Jeitler, M., König, A., Krätschmer, I., Liko, D., Matsushita, T., Mikulec, I., Rabady, D., Rad, N., Rahbaran, B., Rohringer, H., Schieck, J., Strauss, J., Waltenberger, W., Wulz, C.-E., Dvornikov, O., Makarenko, V., Zykunov, V., Mossolov, V., Shumeiko, N., Suarez Gonzalez, J., Alderweireldt, S., De Wolf, E. A., Janssen, X., Lauwers, J., Van De Klundert, M., Van Haevermaet, H., Van Mechelen, P., Van Remortel, N., Van Spilbeeck, A., Abu Zeid, S., Blekman, F., D’Hondt, J., Daci, N., De Bruyn, I., Deroover, K., Lowette, S., Moortgat, S., Moreels, L., Olbrechts, A., Python, Q., Tavernier, S., Van Doninck, W., Van Mulders, P., Van Parijs, I., Brun, H., Clerbaux, B., De Lentdecker, G., Delannoy, H., Fasanella, G., Favart, L., Goldouzian, R., Grebenyuk, 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Krasnikov, N., Pashenkov, A., Tlisov, D., Toropin, A., Epshteyn, V., Gavrilov, V., Lychkovskaya, N., Popov, V., Pozdnyakov, I., Safronov, G., Spiridonov, A., Toms, M., Vlasov, E., Zhokin, A., Bylinkin, A., Markin, O., Popova, E., Tarkovskii, E., Andreev, V., Azarkin, M., Dremin, I., Kirakosyan, M., Leonidov, A., Rusakov, S. V., Terkulov, A., Baskakov, A., Belyaev, A., Boos, E., Bunichev, V., Dubinin, M., Dudko, L., Ershov, A., Klyukhin, V., Kodolova, O., Korneeva, N., Lokhtin, I., Miagkov, I., Obraztsov, S., Perfilov, M., Savrin, V., Blinov, V., Skovpen, Y., Azhgirey, I., Bayshev, I., Bitioukov, S., Elumakhov, D., Kachanov, V., Kalinin, A., Konstantinov, D., Krychkine, V., Petrov, V., Ryutin, R., Sobol, A., Troshin, S., Tyurin, N., Uzunian, A., Volkov, A., Adzic, P., Cirkovic, P., Devetak, D., Dordevic, M., Milosevic, J., Rekovic, V., Alcaraz Maestre, J., Barrio Luna, M., Calvo, E., Cerrada, M., Chamizo Llatas, M., Colino, N., De La Cruz, B., Delgado Peris, A., Escalante Del Valle, A., 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Lopes De Sá, R., Lykken, J., Maeshima, K., Magini, N., Marraffino, J. M., Maruyama, S., Mason, D., McBride, P., Merkel, P., Mrenna, S., Nahn, S., Newman-Holmes, C., O’Dell, V., Pedro, K., Prokofyev, O., Rakness, G., Ristori, L., Sexton-Kennedy, E., Soha, A., Spalding, W. J., Spiegel, L., Stoynev, S., Strobbe, N., Taylor, L., Tkaczyk, S., Tran, N. V., Uplegger, L., Vaandering, E. W., Vernieri, C., Verzocchi, M., Vidal, R., Wang, M., Weber, H. A., Whitbeck, A., Acosta, D., Avery, P., Bortignon, P., Bourilkov, D., Brinkerhoff, A., Carnes, A., Carver, M., Curry, D., Das, S., Field, R. D., Furic, I. K., Konigsberg, J., Korytov, A., Ma, P., Matchev, K., Mei, H., Milenovic, P., Mitselmakher, G., Rank, D., Shchutska, L., Sperka, D., Thomas, L., Wang, J., Wang, S., Yelton, J., Linn, S., Markowitz, P., Martinez, G., Rodriguez, J. L., Ackert, A., Adams, J. R., Adams, T., Askew, A., Bein, S., Diamond, B., Hagopian, S., Hagopian, V., Johnson, K. F., Khatiwada, A., Prosper, H., Santra, A., Baarmand, M. M., Bhopatkar, V., Colafranceschi, S., Hohlmann, M., Noonan, D., Roy, T., Yumiceva, F., Adams, M. R., Apanasevich, L., Berry, D., Betts, R. R., Bucinskaite, I., Cavanaugh, R., Evdokimov, O., Gauthier, L., Gerber, C. E., Hofman, D. J., Jung, K., Kurt, P., O’Brien, C., Sandoval Gonzalez, I. D., Turner, P., Varelas, N., Wang, H., Wu, Z., Zakaria, M., Zhang, J., Bilki, B., Clarida, W., Dilsiz, K., Durgut, S., Gandrajula, R. P., Haytmyradov, M., Khristenko, V., Merlo, J.-P., Mermerkaya, H., Mestvirishvili, A., Moeller, A., Nachtman, J., Ogul, H., Onel, Y., Ozok, F., Penzo, A., Snyder, C., Tiras, E., Wetzel, J., Yi, K., Anderson, I., Blumenfeld, B., Cocoros, A., Eminizer, N., Fehling, D., Feng, L., Gritsan, A. V., Maksimovic, P., Martin, C., Osherson, M., Roskes, J., Sarica, U., Swartz, M., Xiao, M., Xin, Y., You, C., Al-bataineh, A., Baringer, P., Bean, A., Boren, S., Bowen, J., Bruner, C., Castle, J., Forthomme, L., Kenny, R. P., Kropivnitskaya, A., Majumder, D., Mcbrayer, W., Murray, 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E., Roland, Christof E, Roland, Gunther M, Salfeld-Nebgen, Jakob Maxillian Henry, Stephans, George S. F., Sumorok, Konstanty C, Tatar, Kaya, Varma, Mukund Madhav, Velicanu, Dragos Alexandru, Veverka, Jan, Wang, Ta-Wei, Wyslouch, Boleslaw, Yang, Mingming, Wyslouch, Victoria
Other Authors: Massachusetts Institute of Technology. Department of Physics
Format: Article
Language:English
Published: American Physical Society 2018
Online Access:http://hdl.handle.net/1721.1/117158
https://orcid.org/0000-0003-0293-1944
https://orcid.org/0000-0002-4371-2038
https://orcid.org/0000-0002-9418-6656
https://orcid.org/0000-0002-7945-005X
https://orcid.org/0000-0001-5310-3466
https://orcid.org/0000-0003-3951-4634
https://orcid.org/0000-0002-2622-8295
https://orcid.org/0000-0002-8590-2673
https://orcid.org/0000-0002-3831-9071
https://orcid.org/0000-0002-2822-3375
https://orcid.org/0000-0001-8521-737X
https://orcid.org/0000-0002-8696-1747
https://orcid.org/0000-0002-8297-5930
https://orcid.org/0000-0003-4511-0855
https://orcid.org/0000-0002-0869-5631
https://orcid.org/0000-0002-6923-293X
https://orcid.org/0000-0003-1486-606X
https://orcid.org/0000-0003-2593-7767
https://orcid.org/0000-0002-1136-6900
https://orcid.org/0000-0003-2351-0487
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https://orcid.org/0000-0002-8599-2437
https://orcid.org/0000-0003-2723-3560
https://orcid.org/0000-0001-7842-1591
https://orcid.org/0000-0002-6047-4211
https://orcid.org/0000-0001-8983-2169
https://orcid.org/0000-0003-3879-5622
https://orcid.org/0000-0003-3106-4894
https://orcid.org/0000-0002-6448-0168
https://orcid.org/0000-0001-8261-8346
https://orcid.org/0000-0002-1260-777X
https://orcid.org/0000-0002-0899-7621
https://orcid.org/0000-0003-3681-0649
https://orcid.org/0000-0001-6332-5839
Description
Summary:Differential and double-differential cross sections for the production of top quark pairs in proton-proton collisions at 13 TeV are measured as a function of jet multiplicity and of kinematic variables of the top quarks and the top quark-antiquark system. This analysis is based on data collected by the CMS experiment at the LHC corresponding to an integrated luminosity of 2.3  fb[superscript −1]. The measurements are performed in the lepton+jets decay channels with a single muon or electron in the final state. The differential cross sections are presented at particle level, within a phase space close to the experimental acceptance, and at parton level in the full phase space. The results are compared to several standard model predictions.