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Title: Measurement of hadronic event shapes in high-pT multijet final states at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV with the ATLAS detector
A bstract A measurement of event-shape variables in proton-proton collisions at large momentum transfer is presented using data collected at $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. Six event-shape variables calculated using hadronic jets are studied in inclusive multijet events using data corresponding to an integrated luminosity of 139 fb − 1 . Measurements are performed in bins of jet multiplicity and in different ranges of the scalar sum of the transverse momenta of the two leading jets, reaching scales beyond 2 TeV. These measurements are compared with predictions from Monte Carlo event generators containing leading-order or next-to-leading order matrix elements matched to parton showers simulated to leading-logarithm accuracy. At low jet multiplicities, shape discrepancies between the measurements and the Monte Carlo predictions are observed. At high jet multiplicities, the shapes are better described but discrepancies in the normalisation are observed.  more » « less
Award ID(s):
1812377
NSF-PAR ID:
10227233
Author(s) / Creator(s):
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Date Published:
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2021
Issue:
1
ISSN:
1029-8479
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. A bstract The measurement of the production of charm jets, identified by the presence of a D 0 meson in the jet constituents, is presented in proton–proton collisions at centre-of-mass energies of $$ \sqrt{s} $$ s = 5.02 and 13 TeV with the ALICE detector at the CERN LHC. The D 0 mesons were reconstructed from their hadronic decay D 0 → K − π + and the respective charge conjugate. Jets were reconstructed from D 0 -meson candidates and charged particles using the anti- k T algorithm, in the jet transverse momentum range 5 < p T , chjet < 50 GeV/ c , pseudorapidity | η jet | < 0 . 9 − R , and with the jet resolution parameters R = 0 . 2 , 0 . 4 , 0 . 6. The distribution of the jet momentum fraction carried by a D 0 meson along the jet axis $$ \left({z}_{\Big\Vert}^{\textrm{ch}}\right) $$ z ‖ ch was measured in the range 0 . 4 < $$ {z}_{\Big\Vert}^{\textrm{ch}} $$ z ‖ ch < 1 . 0 in four ranges of the jet transverse momentum. Comparisons of results for different collision energies and jet resolution parameters are also presented. The measurements are compared to predictions from Monte Carlo event generators based on leading-order and next-to-leading-order perturbative quantum chromodynamics calculations. A generally good description of the main features of the data is obtained in spite of a few discrepancies at low p T , chjet . Measurements were also done for R = 0 . 3 at $$ \sqrt{s} $$ s = 5 . 02 and are shown along with their comparisons to theoretical predictions in an appendix to this paper. 
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  3. A bstract Measurements of jet substructure describing the composition of quark- and gluon-initiated jets are presented. Proton-proton (pp) collision data at $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV collected with the CMS detector are used, corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb − 1 . Generalized angularities are measured that characterize the jet substructure and distinguish quark- and gluon-initiated jets. These observables are sensitive to the distributions of transverse momenta and angular distances within a jet. The analysis is performed using a data sample of dijet events enriched in gluon-initiated jets, and, for the first time, a Z+jet event sample enriched in quark-initiated jets. The observables are measured in bins of jet transverse momentum, and as a function of the jet radius parameter. Each measurement is repeated applying a “soft drop” grooming procedure that removes soft and large angle radiation from the jet. Using these measurements, the ability of various models to describe jet substructure is assessed, showing a clear need for improvements in Monte Carlo generators. 
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  4. null (Ed.)
    A bstract Inclusive and differential cross-sections for the production of top quarks in association with a photon are measured with proton-proton collision data corresponding to an integrated luminosity of 139 fb − 1 . The data were collected by the ATLAS detector at the LHC during Run 2 between 2015 and 2018 at a centre-of-mass energy of 13 TeV. The measurements are performed in a fiducial volume defined at parton level. Events with exactly one photon, one electron and one muon of opposite sign, and at least two jets, of which at least one is b -tagged, are selected. The fiducial cross-section is measured to be $$ {39.6}_{-2.3}^{+2.7} $$ 39.6 − 2.3 + 2.7 fb. Differential cross-sections as functions of several observables are compared with state-of-the-art Monte Carlo simulations and next-to-leading-order theoretical calculations. These include cross-sections as functions of photon kinematic variables, angular variables related to the photon and the leptons, and angular separations between the two leptons in the event. All measurements are in agreement with the predictions from the Standard Model. 
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  5. Abstract The mass of the top quark is measured using a sample of $${{\text {t}}\overline{{\text {t}}}}$$ t t ¯ events collected by the CMS detector using proton-proton collisions at $$\sqrt{s}=13$$ s = 13 $$\,\text {TeV}$$ TeV at the CERN LHC. Events are selected with one isolated muon or electron and at least four jets from data corresponding to an integrated luminosity of 35.9 $$\,\text {fb}^{-1}$$ fb - 1 . For each event the mass is reconstructed from a kinematic fit of the decay products to a $${{\text {t}}\overline{{\text {t}}}}$$ t t ¯ hypothesis. Using the ideogram method, the top quark mass is determined simultaneously with an overall jet energy scale factor (JSF), constrained by the mass of the W boson in $${\text {q}} \overline{{\text {q}}} ^\prime $$ q q ¯ ′ decays. The measurement is calibrated on samples simulated at next-to-leading order matched to a leading-order parton shower. The top quark mass is found to be $$172.25 \pm 0.08\,\text {(stat+JSF)} \pm 0.62\,\text {(syst)} \,\text {GeV} $$ 172.25 ± 0.08 (stat+JSF) ± 0.62 (syst) GeV . The dependence of this result on the kinematic properties of the event is studied and compared to predictions of different models of $${{\text {t}}\overline{{\text {t}}}}$$ t t ¯ production, and no indications of a bias in the measurements are observed. 
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