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Muon reconstruction and identification efficiency in ATLAS using the full Run 2 $pp$ collision data set at $\sqrt{s}=13$ TeV

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2020

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Report No.: CERN Preprint ID: CERN-EP-2020-199; arXiv:2012.00578

Abstract: This article documents the muon reconstruction and identification efficiency obtained by the ATLAS experiment for 139 fb$^{-1}$ of $pp$ collision data at $\sqrt{s}=13$ TeV collected between 2015 and 2018 during Run 2 of the LHC. The increased instantaneous luminosity delivered by the LHC over this period required a reoptimisation of the criteria for the identification of prompt muons. Improved and newly developed algorithms were deployed to preserve high muon identification efficiency with a low misidentification rate and good momentum resolution. The availability of large samples of $Z\to\mu\mu$ and $J/\psi\to\mu\mu$ decays, and the minimisation of systematic uncertainties, allows the efficiencies of criteria for muon identification, primary vertex association, and isolation to be measured with an accuracy at the per-mille level in the bulk of the phase space, and up to the percent level in complex kinematic configurations. Excellent performance is achieved over a range of transverse momenta from 3 GeV to several hundred GeV, and across the full muon detector acceptance of $|\eta|<2.7$.

Keyword(s): * Automatic Keywords * ; p p: scattering ; muon: detector ; vertex: primary ; efficiency ; CERN LHC Coll ; ATLAS ; GeV ; TeV ; transverse momentum ; momentum resolution ; performance ; phase space ; acceptance ; kinematics


Note: 60 pages in total, author list starting page 44, 23 figures, 3 tables. Submitted to journal EPJC. All figures including auxiliary figures are available at https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/MUON-2018-03/

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2020
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