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Journal Article PUBDB-2021-02945
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Study of Drell-Yan dimuon production in proton-lead collisions at $\sqrt{s_\mathrm{NN}} =$ 8.16 TeV

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2021
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 05(5), 182 (1-46) () [10.1007/JHEP05(2021)182]
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Report No.: CERN-EP-2021-028; CMS-HIN-18-003; arXiv:2102.13648

Abstract: Differential cross sections for the Drell-Yan process, including Z boson production, using the dimuon decay channel are measured in proton-lead (pPb) collisions at a nucleon-nucleon centre-of-mass energy of 8.16 TeV. A data sample recorded with the CMS detector at the LHC is used, corresponding to an integrated luminosity of 173 nb$^{−1}$. The differential cross section as a function of the dimuon mass is measured in the range 15–600 GeV, for the first time in proton-nucleus collisions. It is also reported as a function of dimuon rapidity over the mass ranges 15–60 GeV and 60–120 GeV, and ratios for the p-going over the Pb-going beam directions are built. In both mass ranges, the differential cross sections as functions of the dimuon transverse momentum p$_{T}$ and of a geometric variable ϕ$^{*}$ are measured, where ϕ$^{*}$ highly correlates with p$_{T}$ but is determined with higher precision. In the Z mass region, the rapidity dependence of the data indicate a modification of the distribution of partons within a lead nucleus as compared to the proton case. The data are more precise than predictions based upon current models of parton distributions.

Keyword(s): dimuon: mass ; dimuon: mass spectrum ; Z0: hadroproduction ; Z0: leptonic decay ; differential cross section: mass: measured ; mass dependence ; rapidity dependence ; transverse momentum dependence ; dimuon: transverse momentum ; dimuon: production ; dimuon: rapidity ; mass spectrum: (muon+ muon-) ; muon: pair production ; Z0: mass ; parton: distribution function ; Z0: production ; model: parton ; lead: nucleus ; Drell-Yan process ; nuclear matter: effect ; CERN LHC Coll ; p nucleus: interaction ; CMS ; experimental results ; 8160 GeV-cms/nucleon ; Hadron-Hadron scattering (experiments) ; Relativistic heavy ion physics

Classification:
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2021
Database coverage:
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