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Measurement of the W-boson mass and width with the ATLAS detector using proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 7 TeV

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2024

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Report No.: CERN-EP-2024-074; arXiv:2403.15085

Abstract: Proton-proton data recorded by the ATLAS detector in 2011, at a centre-of-mass energy of 7 TeV, have been used for an improved determination of the W-boson mass and a first measurement of the W-boson width at the LHC. Recent fits to the proton parton distribution functions are incorporated in the measurement procedure and an improved statistical method is used to increase the measurement precision. The measurement of the W-boson mass yields a value of $m_W = 80366.5 \pm 9.8 (stat.) \pm 12.5 (syst.)$ MeV = $80366.5 \pm 15.9$ MeV, and the width is measured as $\Gamma_W = 2202 \pm 32 (stat.) \pm 34 (syst.)$ MeV = $2202 \pm 47$ MeV. The first uncertainty components are statistical and the second correspond to the experimental and physics-modelling systematic uncertainties. Both results are consistent with the expectation from fits to electroweak precision data. The present measurement of $m_W$ is compatible with and supersedes the previous measurement performed using the same data.

Keyword(s): p p: colliding beams ; parton: distribution function ; p: distribution function ; width: measured ; p p: scattering ; W: mass: measured ; W: width ; ATLAS ; error: statistical ; CERN LHC Coll ; electroweak interaction ; experimental results ; 7000 GeV-cms


Note: 51 pages in total, author list starting page 34, 15 figures, 7 tables, submitted to European Physical Journal C. All figures including auxiliary figures are available at http://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/STDM-2019-24

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. DFG project G:(GEPRIS)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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