Preprint PUBDB-2024-05583

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Measurement of the Drell--Yan forward-backward asymmetry and of the effective leptonic weak mixing angle in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

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2024

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Report No.: CERN-EP-2024-208; CMS-SMP-22-010; arXiv:2408.07622

Abstract: The forward-backward asymmetry in Drell-Yan production and the effective leptonic electroweak mixing angle are measured in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV, collected by the CMS experiment and corresponding to an integrated luminosity of 138 fb$^{-1}$. The measurement uses both dimuon and dielectron events, and is performed as a function of the dilepton mass and rapidity. The unfolded angular coefficient $A_4$ is also extracted, as a function of the dilepton mass and rapidity. Using the CT18Z set of parton distribution functions, we obtain $\sin\theta^\ell_\text{eff}$ = 0.23157 $\pm$ 0.00031, where the uncertainty includes the experimental and theoretical contributions. The measured value agrees with the standard model fit result to global experimental data. This is the most precise $\sin\theta^\ell_\text{eff}$ measurement at a hadron collider, with a precision comparable to the results obtained at LEP and SLD.

Keyword(s): angular distribution, asymmetry ; parton, distribution function ; dilepton, mass ; p p, scattering ; electroweak interaction, mixing angle ; TeV ; rapidity ; dimuon ; Drell-Yan process ; SLD ; hadron ; Weinberg angle ; CMS ; CERN LEP Stor


Note: Submitted to Physics Letters B. All figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/SMP-22-010 (CMS Public Pages)

Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. DFG project 390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
  3. GRK 2497 - GRK 2497: Physik der schwersten Teilchen am Large Hadron Collider (400140256) (400140256)
  4. HIDSS-0002 - DASHH: Data Science in Hamburg - Helmholtz Graduate School for the Structure of Matter (2019_IVF-HIDSS-0002) (2019_IVF-HIDSS-0002)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2024
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