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Journal Article PUBDB-2025-02081
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Measurement of the inclusive cross sections for W and Z boson production in proton-proton collisions at $ \sqrt{\textrm{s}} $ = 5.02 and 13 TeV

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2025
Springer Heidelberg

Journal of high energy physics 04(4), 162 () [10.1007/JHEP04(2025)162]
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Report No.: CERN-EP-2024-134; CMS-SMP-20-004; arXiv:2408.03744

Abstract: Measurements of fiducial and total inclusive cross sections for W and Z boson production are presented in proton-proton collisions at $ \sqrt{s} $ = 5.02 and 13 TeV. Electron and muon decay modes (ℓ = e or μ) are studied in the data collected with the CMS detector in 2017, in dedicated runs with reduced instantaneous luminosity. The data sets correspond to integrated luminosities of 298 ± 6 pb$^{−1}$ at 5.02 TeV and 206 ± 5 pb$^{−1}$ at 13 TeV. Measured values of the products of the total inclusive cross sections and the branching fractions at 5.02 TeV are σ(pp → W + X)$ \mathcal{B} $(W → ℓν) = 7300 ± 10 (stat) ± 60 (syst) ± 140 (lumi) pb, and σ(pp → Z+X)$ \mathcal{B} $(Z → ℓ$^{+}$ℓ$^{−}$) = 669 ± 2 (stat) ± 6 (syst) ± 13 (lumi) pb for the dilepton invariant mass in the range of 60–120 GeV. The corresponding results at 13 TeV are 20480 ± 10 (stat) ± 170 (syst) ± 470 (lumi) pb and 1952 ± 4 (stat) ± 18 (syst) ± 45 (lumi) pb. The measured values agree with cross section calculations at next-to-next-to-leading-order in perturbative quantum chromodynamics. Fiducial and total inclusive cross sections, ratios of cross sections of W$^{+}$ and W$^{−}$ production as well as inclusive W and Z boson production, and ratios of these measurements at 5.02 and 13 TeV are reported.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): Hadron-Hadron Scattering ; Vector Boson Production

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
Database coverage:
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 Record created 2025-06-27, last modified 2025-07-23
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