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Electroweak, QCD and flavour physics studies with ATLAS data from Run 2 of the LHC

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2024

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Report No.: CERN-EP-2024-093; arXiv:2404.06829

Abstract: A summary of precision measurements sensitive to electroweak, QCD and quark-flavour effects performed by the ATLAS Collaboration at the Large Hadron Collider is reported. The measurements are predominantly performed on proton-proton ($pp$) collision data recorded at a centre-of-mass energy of 13 TeV taken from 2015 to 2018, with an integrated luminosity of up to 140 fb$^{-1}$, with some results based on $pp$ and Pb+Pb data recorded at lower nucleon centre-of-mass energies. The results cover a wide range of topics, from strong production of particles at low energies and the spectroscopy of hadrons to perturbative QCD with hadronic jets and electroweak and strong production of single and multiple vector bosons. They provide precise measurements of fundamental constants and stringent tests of the Standard Model with unprecedented precision and in energy ranges never explored before. They are also used to explore the proton structure and to perform model-independent searches for new physics.

Keyword(s): p p: scattering ; p p: elastic scattering ; p p: inelastic scattering ; p p: colliding beams ; jet: hadronic ; jet: inclusive production ; jet: associated production ; W: pair production ; Z0: pair production ; photon photon: scattering ; W: mass: measured ; strong interaction: coupling constant ; Z0: invisible decay ; Z0: width ; width: measured ; CP: violation ; asymmetry: CP ; B/s0: hadronic decay ; B0: rare decay ; B/s0: rare decay ; B0: leptonic decay ; B/s0: leptonic decay ; B/s0: lifetime ; lifetime: measured ; B/c+: hadronic decay ; charmonium: production ; hadron: exotic ; quantum chromodynamics: perturbation theory ; energy: low ; new physics: search for ; electroweak interaction ; CERN LHC Coll ; ATLAS ; vector boson: production ; vector boson: multiple production ; hadron spectroscopy ; p: structure function ; parton: distribution function ; flavor ; tracks ; track data analysis: jet ; channel cross section: measured ; data analysis method ; experimental results ; B/s0 --> J/psi(3100) Phi(1020) ; B0 --> muon+ muon ; B/s0 --> muon+ muon- ; B/c+ --> J/psi(3100) D/s+ ; B/c+ --> J/psi(3100) D/s*(2110)+ ; 13000 GeV-cms


Note: 100 pages in total, author list starting page 83, 53 figures, 0 tables, submitted to Physics Reports. All figures including auxiliary figures are available at http://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/STDM-2023-20

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. DFG project 469666862 - Präzisionstests des Standardmodells unter der Verwendung von geboosteten W/Z-Bosonen am Large Hadron Collider (469666862) (469666862)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2024
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