Journal Article PUBDB-2025-00567

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Measurement of multidifferential cross sections for dijet production in proton–proton collisions at $\sqrt{s} = 13\,\text {Te}\hspace{-.08em}\text {V} $

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2025
Springer Heidelberg

The European physical journal / C 85(1), 72 () [10.1140/epjc/s10052-024-13606-8]
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Report No.: CERN-EP-2023-257; CMS-SMP-21-008; arXiv:2312.16669

Abstract: A measurement of the dijet production cross section is reported based on proton–proton collision data collected in 2016 at $\sqrt{s}=13\,\text {Te}\hspace{-.08em}\text {V} $ by the CMS experiment at the CERN LHC, corresponding to an integrated luminosity of up to 36.3$\,\text {fb}^{-1}$. Jets are reconstructed with the anti-$k_{\textrm{T}} $ algorithm for distance parameters of $R=0.4$ and 0.8. Cross sections are measured double-differentially (2D) as a function of the largest absolute rapidity $|y |_{\text {max}} $ of the two jets with the highest transverse momenta $p_{\textrm{T}}$ and their invariant mass $m_{1,2} $, and triple-differentially (3D) as a function of the rapidity separation $y^{*} $, the total boost $y_{\text {b}} $, and either $m_{1,2} $ or the average $p_{\textrm{T}}$ of the two jets. The cross sections are unfolded to correct for detector effects and are compared with fixed-order calculations derived at next-to-next-to-leading order in perturbative quantum chromodynamics. The impact of the measurements on the parton distribution functions and the strong coupling constant at the mass of the ${\text {Z}} $ boson is investigated, yielding a value of $\alpha _\textrm{S} (m_{{\text {Z}}}) =0.1179\pm 0.0019$.

Keyword(s): p p: colliding beams ; parton: distribution function ; dijet: hadroproduction ; p p: scattering ; jet: pair production ; dijet: mass spectrum ; Z0: mass ; strong interaction: coupling constant ; higher-order: 2 ; jet: rapidity ; quantum chromodynamics: perturbation theory ; perturbation theory: higher-order ; CERN Lab ; jet: transverse momentum ; CERN LHC Coll ; CMS ; strong coupling ; differential cross section: measured ; transverse momentum dependence ; rapidity dependence ; mass dependence ; track data analysis: jet ; data analysis method ; experimental results ; 13000 GeV-cms

Classification:

Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. DFG project G:(GEPRIS)390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
  3. 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 2025
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