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Measurement of associated Z + charm production in proton-proton collisions at $\sqrt{s} = $ 8 TeV

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2017

[10.3204/PUBDB-2017-13826]  GO

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Report No.: CERN-EP-2017-257; CMS-SMP-15-009; arXiv:1711.02143

Abstract: A study of the associated production of a Z boson and a charm quark jet (Z + c), and a comparison to production with a b quark jet (Z + b), in pp collisions at a centre-of-mass energy of 8 TeV are presented. The analysis uses a data sample corresponding to an integrated luminosity of 19.7 fb$^{-1}$, collected with the CMS detector at the CERN LHC. The Z boson candidates are identified through their decays into pairs of electrons or muons. Jets originating from heavy flavour quarks are identified using semileptonic decays of c or b flavoured hadrons and hadronic decays of charm hadrons. The measurements are performed in the kinematic region with two leptons with $p_{\rm T}^{\ell} > $ 20 GeV, ${|\eta^{\ell}|} < $ 2.1, 71 $ < m_{\ell\ell} < $ 111 GeV, and heavy flavour jets with $p_{\rm T}^{{\rm jet}} > $ 25 GeV and ${|\eta^{{\rm jet}}|} < $ 2.5. The Z + c production cross section is measured to be $\sigma({\mathrm{p}}{\mathrm{p}} \rightarrow \mathrm{Z} + \mathrm{c} + \mathrm{X}) {\cal B}(\mathrm{Z} \rightarrow \ell^+\ell^-) = $ 8.8 $\pm$ 0.5 (stat) $\pm$ 0.6 (syst) pb. The ratio of the Z + c and Z + b production cross sections is measured to be $\sigma({\mathrm{p}}{\mathrm{p}} \rightarrow \mathrm{Z} + \mathrm{c} + \mathrm{X})/\sigma({\mathrm{p}}{\mathrm{p}} \rightarrow \mathrm{Z} + \mathrm{b} + \mathrm{X}) = $ 2.0 $\pm$ 0.2 (stat) $\pm$ 0.2 (syst). The Z + c production cross section and the cross section ratio are also measured as a function of the transverse momentum of the Z boson and of the heavy flavour jet. The measurements are compared with theoretical predictions.

Keyword(s): p p: colliding beams ; heavy quark: jet ; channel cross section: measured ; p p: scattering ; charm: hadroproduction ; Z0: associated production ; Z0: leptonic decay ; jet: bottom ; jet: charm ; cross section: ratio ; Z0: transverse momentum ; mass spectrum: (lepton+ lepton-) ; charm: hadronic decay ; hadron: semileptonic decay ; transverse momentum dependence ; CERN LHC Coll ; kinematics ; CERN Lab ; electron: pair production ; muon: pair production ; CMS ; experimental results ; 8000 GeV-cms


Note: Submitted to Eur. Phys. J. C. All the figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/SMP-15-009/ (CMS Public Pages)
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2017
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Measurement of associated Z + charm production in proton-proton collisions at $\sqrt{s} = $ 8 TeV
The European physical journal / C 78(4), 287 () [10.1140/epjc/s10052-018-5752-x]  GO OpenAccess  Download fulltext Files  Download fulltextFulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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