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Journal Article PUBDB-2026-03071
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Measurement of the t-channel single top quark cross section in proton-proton collisions at $ \sqrt{s}=5.02 $ TeV

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2026
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Journal of high energy physics 08(8), 223 () [10.1007/JHEP08(2026)223]
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Report No.: CERN-EP-2025-289; CMS-TOP-24-011; arXiv:2603.13592

Abstract: The single top quark t-channel production cross section is measured in proton-proton collisions at the CERN LHC at $ \sqrt{s}=5.02 $ TeV, using data recorded with the CMS detector in 2017, corresponding to an integrated luminosity of 302 pb$^{−1}$, and resulting in the first CMS measurement of the process at that energy. Events with one electron or muon and two or more jets, among which at least one is identified as originating from a b quark fragmentation, are analyzed. The combined cross section of single top quark (tq) and single top antiquark ($ \overline{\mathrm{t}}\mathrm{q} $) production is $ \sigma \left(\mathrm{tq}+\overline{\mathrm{t}}\mathrm{q}\right)={25.5}_{-3.5}^{+3.6}{\left(\mathrm{stat}\right)}_{-3.9}^{+4.2}\left(\mathrm{syst}\right)\pm 0.5\left(\mathrm{lumi}\right) $ pb. The individual cross sections are measured to be $ \sigma \left(\mathrm{tq}\right)={17.7}_{-2.7}^{+2.9}{\left(\mathrm{stat}\right)}_{-2.4}^{+2.6}\left(\mathrm{syst}\right)\pm 0.3\left(\mathrm{lumi}\right) $ pb and $ \sigma \left(\overline{\mathrm{t}}\mathrm{q}\right)={6.7}_{-1.6}^{+2.4}{\left(\mathrm{stat}\right)}_{-2.5}^{+2.1}\left(\mathrm{syst}\right)\pm 0.1\left(\mathrm{lumi}\right) $ pb. Their ratio is measured to be $ {\mathcal{R}}_{\mathrm{t}-\mathrm{ch}}={2.7}_{-0.8}^{+1.5}{\left(\mathrm{stat}\right)}_{-0.3}^{+1.2}\left(\mathrm{syst}\right) $. The absolute value of the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa matrix element is found to be |f$_{LV}$V$_{tb}$| = 0.92 ± 0.09(exp) ± 0.01(theo). The measurements are in good agreement with the standard model predictions at next-to-next-to-leading order accuracy in quantum chromodynamics.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): Hadron-Hadron Scattering ; Top Physics

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: Das Quantisierte Universum II (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
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY (No Version) ; SCOAP3 OpenAccess ; DOAJ ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; DOAJ Seal ; Ebsco Academic Search ; Essential Science Indicators ; IF >= 5 ; JCR ; National-Konsortium ; SCOAP3 sponsored Journal ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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