Measurement of the Z boson production cross-section in pp collisions at √s = 5.02 TeV

Aaij, R. et al. (2024) Measurement of the Z boson production cross-section in pp collisions at √s = 5.02 TeV. Journal of High Energy Physics, 2024(2), 70. (doi: 10.1007/JHEP02(2024)070)

Abstract

The frst measurement of the Z boson production cross-section at centre-of-mass energy √s = 5.02 TeV in the forward region is reported, using pp collision data collected by the LHCb experiment in year 2017, corresponding to an integrated luminosity of 100±2 pb−1 . The production cross-section is measured for fnal-state muons in the pseudorapidity range 2.0 < η < 4.5 with transverse momentum pT > 20 GeV/c. The integrated cross-section is determined to be σZ→µ+µ− = 39.6 ± 0.7(stat) ± 0.6(syst) ± 0.8(lumi) pb for the di-muon invariant mass in the range 60 < Mµµ < 120 GeV/c 2 . This result and the diferential cross-section results are in good agreement with theoretical predictions at next-to-next-to-leading order in the strong coupling constant. Based on a previous LHCb measurement of the Z boson production cross-section in pPb collisions at √ sNN = 5.02 TeV, the nuclear modifcation factor RpPb is measured for the frst time at this energy. The measured values are 1.2 +0.5 −0.3 (stat) ± 0.1(syst) in the forward region (1.53 < y∗ µ < 4.03) and 3.6 +1.6 −0.9 (stat)±0.2(syst) in the backward region (−4.97 < y∗ µ < −2.47), where y ∗ µ represents the muon rapidity in the centre-of-mass frame.

• Item Type: Articles
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Alexander, Dr Michael and Schiller, Dr Manuel and Spradlin, Dr Patrick and Cooke, Miss Naomi and Grillo, Dr Lucia and McHugh, Niall and Douglas, Lauren and Nur, Havva Hasret and Seman Bobulska, Dana and Soler, Professor Paul and Robertson, Mr Gary and Docheva, Aleksandrina and Friday, David and Eklund, Prof Lars and Longstaff, Iain Richard and Whitehead, Dr Mark
• Authors: Aaij, R., Abdelmotteleb, A. S. W., Abellan Beteta, C., Abudinén, F., Ackernley, T., Adeva, B., Adinolfi, M., Adlarson, P., Afsharnia, H., Agapopoulou, C., Aidala, C. A., Ajaltouni, Z., Akar, S., Akiba, K., Albicocco, P., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Aliouche, Z., Alvarez Cartelle, P., Amalric, R., Amato, S., Amey, J. L., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andersson, M., Andreianov, A., Andreola, P., Andreotti, M., Andreou, D., Ao, D., Archilli, F., Artamonov, A., Artuso, M., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bachiller Perea, I., Bachmann, S., Bachmayer, M., Back, J. J., Bailly-reyre, A., Baladron Rodriguez, P., Balagura, V., Baldini, W., Baptista de Souza Leite, J., Barbetti, M., Barbosa, I. R., Barlow, R. J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Baryshnikov, F., Basels, J. M., Bassi, G., Batsukh, B., Battig, A., Bay, A., Beck, A., Becker, M., Bedeschi, F., Bediaga, I. B., Beiter, A., Belin, S., Bellee, V., Belous, K., Belov, I., Belyaev, I., Benane, G., Bencivenni, G., Ben-Haim, E., Berezhnoy, A., Bernet, R., Bernet Andres, S., Berninghoff, D., Bernstein, H. C., Bertella, C., Bertolin, A., Betancourt, C., Betti, F., Bex, J., Bezshyiko, I., Bhom, J., Bian, L., Bieker, M. S., Biesuz, N. V., Billoir, P., Biolchini, A., Birch, M., Bishop, F. C. R., Bitadze, A., Bizzeti, A., Blago, M. P., Blake, T., Blanc, F., Blank, J. E., Blusk, S., Bobulska, D., Bocharnikov, V., Boelhauve, J. A., Boente Garcia, O., Boettcher, T., Bohare, A., Boldyrev, A., Bolognani, C. S., Bolzonella, R., Bondar, N., Borgato, F., Borghi, S., Borsato, M., Borsuk, J. T., Bouchiba, S. A., Bowcock, T. J. V., Boyer, A., Bozzi, C., Bradley, M. J., Braun, S., Brea Rodriguez, A., Breer, N., Brodzicka, J., Brossa Gonzalo, A., Brown, J., Brundu, D., Buonaura, A., Buonincontri, L., Burke, A. T., Burr, C., Bursche, A., Butkevich, A., Butter, J. S., Buytaert, J., Byczynski, W., Cadeddu, S., Cai, H., Calabrese, R., Calefice, L., Cali, S., Calvi, M., Calvo Gomez, M., Cambon Bouzas, J., Campana, P., Campora Perez, D. H., Campoverde Quezada, A. F., Capelli, S., Capriotti, L., Carbone, A., Carcedo Salgado, L., Cardinale, R., Cardini, A., Carniti, P., Carus, L., Casais Vidal, A., Caspary, R., Casse, G., Cattaneo, M., Cavallero, G., Cavallini, V., Celani, S., Cerasoli, J., Cervenkov, D., Chadwick, A. J., Chahrour, I., Chapman, M. G., Charles, M., Charpentier, P., Chavez Barajas, C. A., Chefdeville, M., Chen, C., Chen, S., Chernov, A., Chernyshenko, S., Chobanova, V., Cholak, S., Chrzaszcz, M., Chubykin, A., Chulikov, V., Ciambrone, P., Cicala, M. F., Cid Vidal, X., Ciezarek, G., Cifra, P., Clarke, P. E. L., Clemencic, M., Cliff, H. V., Closier, J., Cobbledick, J. L., Cocha Toapaxi, C., Coco, V., Cogan, J., Cogneras, E., Cojocariu, L., Collins, P., Colombo, T., Comerma-Montells, A., Congedo, L., Contu, A., Cooke, N., Corredoira, I., Correia, A., Corti, G., Cottee Meldrum, J. J., Couturier, B., Craik, D. C., Cruz Torres, M., Currie, R., Da Silva, C. L., Dadabaev, S., Dai, L., Dai, X., Dall’Occo, E., Dalseno, J., D’Ambrosio, C., Daniel, J., Danilina, A., d’Argent, P., Davidson, A., Davies, J. E., Davis, A., De Aguiar Francisco, O., de Boer, J., De Bruyn, K., De Capua, S., De Cian, M., De Freitas Carneiro Da Graca, U., De Lucia, E., De Miranda, J. M., De Paula, L., De Serio, M., De Simone, D., De Simone, P., De Vellis, F., de Vries, J. A., Dean, C. T., Debernardis, F., Decamp, D., Dedu, V., Del Buono, L., Delaney, B., Dembinski, H.-P., Denysenko, V., Deschamps, O., Dettori, F., Dey, B., Di Nezza, P., Diachkov, I., Didenko, S., Ding, S., Dobishuk, V., Docheva, A. D., Dolmatov, A., Dong, C., Donohoe, A. M., Dordei, F., dos Reis, A. C., Douglas, L., Downes, A. G., Duan, W., Duda, P., Dudek, M. W., Dufour, L., Duk, V., Durante, P., Duras, M. M., Durham, J. M., Dutta, D., Dziurda, A., Dzyuba, A., Easo, S., Eckstein, E., Egede, U., Egorychev, A., Egorychev, V., Eirea Orro, C., Eisenhardt, S., Ejopu, E., Ek-In, S., Eklund, L., Elashri, M., Ellbracht, J., Ely, S., Ene, A., Epple, E., Escher, S., Eschle, J., Esen, S., Evans, T., Fabiano, F., Falcao, L. N., Fan, Y., Fang, B., Fantini, L., Faria, M., Farmer, K., Farry, S., Fazzini, D., Felkowski, L., Feng, M., Feo, M., Fernandez Gomez, M., Fernez, A. D., Ferrari, F., Ferreira Lopes, L., Ferreira Rodrigues, F., Ferreres Sole, S., Ferrillo, M., Ferro-Luzzi, M., Filippov, S., Fini, R. A., Fiorini, M., Firlej, M., Fischer, K. M., Fitzgerald, D. S., Fitzpatrick, C., Fiutowski, T., Fleuret, F., Fontana, M., Fontanelli, F., Foreman, L. F., Forty, R., Foulds-Holt, D., Franco Sevilla, M., Frank, M., Franzoso, E., Frau, G., Frei, C., Friday, D. A., Frontini, L., Fu, J., Fuehring, Q., Fujii, Y., Fulghesu, T., Gabriel, E., Galati, G., Galati, M. D., Gallas Torreira, A., Galli, D., Gambetta, S., Gandelman, M., Gandini, P., Gao, H., Gao, R., Gao, Y., Gao, Y., Garau, M., Garcia Martin, L. M., Garcia Moreno, P., García Pardiñas, J., Garcia Plana, B., Garcia Rosales, F. A., Garrido, L., Gaspar, C., Geertsema, R. E., Gerken, L. L., Gersabeck, E., Gersabeck, M., Gershon, T., Giambastiani, L., Giasemis, F. I., Gibson, V., Giemza, H. K., Gilman, A. L., Giovannetti, M., Gioventù, A., Gironella Gironell, P., Giugliano, C., Giza, M. A., Gizdov, K., Gkougkousis, E. L., Glaser, F. C., Gligorov, V. V., Göbel, C., Golobardes, E., Golubkov, D., Golutvin, A., Gomes, A., Gomez Fernandez, S., Goncalves Abrantes, F., Goncerz, M., Gong, G., Gooding, J. A., Gorelov, I. V., Gotti, C., Grabowski, J. P., Granado Cardoso, L. A., Graugés, E., Graverini, E., Graziani, G., Grecu, A. T., Greeven, L. M., Grieser, N. A., Grillo, L., Gromov, S., Gu, C., Guarise, M., Guittiere, M., Guliaeva, V., Günther, P. A., Guseinov, A.-K., Gushchin, E., Guz, Y., Gys, T., Hadavizadeh, T., Hadjivasiliou, C., Haefeli, G., Haen, C., Haimberger, J., Haines, S. C., Hajheidari, M., Halewood-leagas, T., Halvorsen, M. M., Hamilton, P. M., Hammerich, J., Han, Q., Han, X., Hansmann-Menzemer, S., Hao, L., Harnew, N., Harrison, T., Hartmann, M., Hasse, C., Hatch, M., He, J., Heijhoff, K., Hemmer, F., Henderson, C., Henderson, R. D. L., Hennequin, A. M., Hennessy, K., Henry, L., Herd, J., Heuel, J., Hicheur, A., Hill, D., Hilton, M., Hollitt, S. E., Horswill, J., Hou, R., Hou, Y., Howarth, N., Hu, J., Hu, J., Hu, W., Hu, X., Huang, W., Huang, X., Hulsbergen, W., Hunter, R. J., Hushchyn, M., Hutchcroft, D., Ibis, P., Idzik, M., Ilin, D., Ilten, P., Inglessi, A., Iniukhin, A., Ishteev, A., Ivshin, K., Jacobsson, R., Jage, H., Jaimes Elles, S. J., Jakobsen, S., Jans, E., Jashal, B. K., Jawahery, A., Jevtic, V., Jiang, E., Jiang, X., Jiang, Y., Jiang, Y. J., John, M., Johnson, D., Jones, C. R., Jones, T. P., Joshi, S., Jost, B., Jurik, N., Juszczak, I., Kaminaris, D., Kandybei, S., Kang, Y., Karacson, M., Karpenkov, D., Karpov, M., Kauniskangas, A. M., Kautz, J. W., Keizer, F., Keller, D. M., Kenzie, M., Ketel, T., Khanji, B., Kharisova, A., Kholodenko, S., Khreich, G., Kirn, T., Kirsebom, V. S., Kitouni, O., Klaver, S., Kleijne, N., Klimaszewski, K., Kmiec, M. R., Koliiev, S., Kolk, L., Kondybayeva, A., Konoplyannikov, A., Kopciewicz, P., Kopecna, R., Koppenburg, P., Korolev, M., Kostiuk, I., Kot, O., Kotriakhova, S., Kozachuk, A., Kravchenko, P., Kravchuk, L., Kreps, M., Kretzschmar, S., Krokovny, P., Krupa, W., Krzemien, W., Kubat, J., Kubis, S., Kucewicz, W., Kucharczyk, M., Kudryavtsev, V., Kulikova, E., Kupsc, A., Kutsenko, B. K., Lacarrere, D., Lafferty, G., Lai, A., Lampis, A., Lancierini, D., Landesa Gomez, C., Lane, J. J., Lane, R., Langenbruch, C., Langer, J., Lantwin, O., Latham, T., Lazzari, F., Lazzeroni, C., Le Gac, R., Lee, S. H., Lefèvre, R., Leflat, A., Legotin, S., Leroy, O., Lesiak, T., Leverington, B., Li, A., Li, H., Li, K., Li, L., Li, P., Li, P.-R., Li, S., Li, T., Li, T., Li, Y., Li, Z., Lian, Z., Liang, X., Lin, C., Lin, T., Lindner, R., Lisovskyi, V., Litvinov, R., Liu, G., Liu, H., Liu, K., Liu, Q., Liu, S., Liu, Y., Lobo Salvia, A., Loi, A., Lomba Castro, J., Long, T., Longstaff, I., Lopes, J. H., Lopez Huertas, A., López Soliño, S., Lovell, G. H., Lu, Y., Lucarelli, C., Lucchesi, D., Luchuk, S., Lucio Martinez, M., Lukashenko, V., Luo, Y., Lupato, A., Luppi, E., Lynch, K., Lyu, X.-R., Ma, R., Maccolini, S., Machefert, F., Maciuc, F., Mackay, I., Macko, V., Madhan Mohan, L. R., Madurai, M. M., Maevskiy, A., Maisuzenko, D., Majewski, M. W., Malczewski, J. J., Malde, S., Malecki, B., Malinin, A., Maltsev, T., Manca, G., Mancinelli, G., Mancuso, C., Manera Escalero, R., Manuzzi, D., Manzari, C. A., Marangotto, D., Marchand, J. F., Marconi, U., Mariani, S., Marin Benito, C., Marks, J., Marshall, A. M., Marshall, P. J., Martelli, G., Martellotti, G., Martinazzoli, L., Martinelli, M., Martinez Santos, D., Martinez Vidal, F., Massafferri, A., Materok, M., Matev, R., Mathad, A., Matiunin, V., Matteuzzi, C., Mattioli, K. R., Mauri, A., Maurice, E., Mauricio, J., Mazurek, M., McCann, M., Mcconnell, L., McGrath, T. H., McHugh, N. T., McNab, A., McNulty, R., Meadows, B., Meier, G., Melnychuk, D., Merk, M., Merli, A., Meyer Garcia, L., Miao, D., Miao, H., Mikhasenko, M., Milanes, D. A., Milovanovic, M., Minard, M.-N., Minotti, A., Minucci, E., Miralles, T., Mitchell, S. E., Mitreska, B., Mitzel, D. S., Modak, A., Mödden, A., Mohammed, R. A., Moise, R. D., Mokhnenko, S., Mombächer, T., Monk, M., Monroy, I. A., Monteil, S., Morello, G., Morello, M. J., Morgenthaler, M. P., Moron, J., Morris, A. B., Morris, A. G., Mountain, R., Mu, H., Mu, Z. M., Muhammad, E., Muheim, F., Mulder, M., Müller, K., Murray, D., Murta, R., Naik, P., Nakada, T., Nandakumar, R., Nanut, T., Nasteva, I., Needham, M., Neri, N., Neubert, S., Neufeld, N., Neustroev, P., Newcombe, R., Nicolini, J., Nicotra, D., Niel, E. M., Nieswand, S., Nikitin, N., Nogga, P., Nolte, N. S., Normand, C., Novoa Fernandez, J., Nowak, G., Nunez, C., Nur, H. N., Oblakowska-Mucha, A., Obraztsov, V., Oeser, T., Okamura, S., Oldeman, R., Oliva, F., Olocco, M., Onderwater, C. J. G., O’Neil, R. H., Otalora Goicochea, J. M., Ovsiannikova, T., Owen, P., Oyanguren, A., Ozcelik, O., Padeken, K. O., Pagare, B., Pais, P. R., Pajero, T., Palano, A., Palutan, M., Panshin, G., Paolucci, L., Papanestis, A., Pappagallo, M., Pappalardo, L. L., Pappenheimer, C., Parkes, C., Passalacqua, B., Passaleva, G., Pastore, A., Patel, M., Patoc, J., Patrignani, C., Pawley, C. J., Pellegrino, A., Pepe Altarelli, M., Perazzini, S., Pereima, D., Pereiro Castro, A., Perret, P., Perro, A., Petridis, K., Petrolini, A., Petrucci, S., Pham, H., Philippov, A., Pica, L., Piccini, M., Pietrzyk, B., Pietrzyk, G., Pinci, D., Pisani, F., Pizzichemi, M., Placinta, V., Plo Casasus, M., Polci, F., Poli Lener, M., Poluektov, A., Polukhina, N., Polyakov, I., Polycarpo, E., Ponce, S., Popov, D., Poslavskii, S., Prasanth, K., Promberger, L., Prouve, C., Pugatch, V., Puill, V., Punzi, G., Qi, H. R., Qian, W., Qin, N., Qu, S., Quagliani, R., Rachwal, B., Rademacker, J. H., Rajagopalan, R., Rama, M., Ramírez García, M., Ramos Pernas, M., Rangel, M. S., Ratnikov, F., Raven, G., Rebollo De Miguel, M., Redi, F., Reich, J., Reiss, F., Ren, Z., Resmi, P. K., Ribatti, R., Ricart, G. R., Ricciardi, S., Richardson, K., Richardson-Slipper, M., Rinnert, K., Robbe, P., Robertson, G., Rodrigues, E., Rodriguez Fernandez, E., Rodriguez Lopez, J. A., Rodriguez Rodriguez, E., Rolf, D. L., Rollings, A., Roloff, P., Romanovskiy, V., Romero Lamas, M., Romero Vidal, A., Ronchetti, F., Rotondo, M., Rudolph, M. S., Ruf, T., Ruiz Fernandez, R. A., Ruiz Vidal, J., Ryzhikov, A., Ryzka, J., Saborido Silva, J. J., Sagidova, N., Sahoo, N., Saitta, B., Salomoni, M., Sanchez Gras, C., Sanderswood, I., Santacesaria, R., Santamarina Rios, C., Santimaria, M., Santoro, L., Santovetti, E., Saranin, D., Sarpis, G., Sarpis, M., Sarti, A., Satriano, C., Satta, A., Saur, M., Savrina, D., Sazak, H., Scantlebury Smead, L. G., Scarabotto, A., Schael, S., Scherl, S., Schertz, A. M., Schiller, M., Schindler, H., Schmelling, M., Schmidt, B., Schmitt, S., Schneider, O., Schopper, A., Schubiger, M., Schulte, N., Schulte, S., Schune, M. H., Schwemmer, R., Schwering, G., Sciascia, B., Sciuccati, A., Sellam, S., Semennikov, A., Senghi Soares, M., Sergi, A., Serra, N., Sestini, L., Seuthe, A., Shang, Y., Shangase, D. M., Shapkin, M., Shchemerov, I., Shchutska, L., Shears, T., Shekhtman, L., Shen, Z., Sheng, S., Shevchenko, V., Shi, B., Shields, E. B., Shimizu, Y., Shmanin, E., Shorkin, R., Shupperd, J. D., Siddi, B. G., Silva Coutinho, R., Simi, G., Simone, S., Singla, M., Skidmore, N., Skuza, R., Skwarnicki, T., Slater, M. W., Smallwood, J. C., Smeaton, J. G., Smith, E., Smith, K., Smith, M., Snoch, A., Soares Lavra, L., Sokoloff, M. D., Soler, F. J. P., Solomin, A., Solovev, A., Solovyev, I., Song, R., Song, Y., Song, Y., Song, Y. S., Souza De Almeida, F. L., Souza De Paula, B., Spadaro Norella, E., Spedicato, E., Speer, J. G., Spiridenkov, E., Spradlin, P., Sriskaran, V., Stagni, F., Stahl, M., Stahl, S., Stanislaus, S., Stein, E. N., Steinkamp, O., Stenyakin, O., Stevens, H., Strekalina, D., Su, Y., Suljik, F., Sun, J., Sun, L., Sun, Y., Swallow, P. N., Swientek, K., Swystun, F., Szabelski, A., Szumlak, T., Szymanski, M., Tan, Y., Taneja, S., Tat, M. D., Terentev, A., Teubert, F., Thomas, E., Thompson, D. J. D., Tilquin, H., Tisserand, V., T’Jampens, S., Tobin, M., Tomassetti, L., Tonani, G., Tong, X., Torres Machado, D., Toscano, L., Tou, D. Y., Trippl, C., Tuci, G., Tuning, N., Ukleja, A., Unverzagt, D. J., Ursov, E., Usachov, A., Ustyuzhanin, A., Uwer, U., Vagnoni, V., Valassi, A., Valenti, G., Valls Canudas, N., Van Dijk, M., Van Hecke, H., van Herwijnen, E., Van Hulse, C. B., Van Laak, R., van Veghel, M., Vazquez Gomez, R., Vazquez Regueiro, P., Vázquez Sierra, C., Vecchi, S., Velthuis, J. J., Veltri, M., Venkateswaran, A., Vesterinen, M., Vieira, D., Vieites Diaz, M., Vilasis-Cardona, X., Vilella Figueras, E., Villa, A., Vincent, P., Volle, F. C., vom Bruch, D., Vorobyev, V., Voropaev, N., Vos, K., Vrahas, C., Walsh, J., Walton, E. J., Wan, G., Wang, C., Wang, G., Wang, J., Wang, J., Wang, J., Wang, J., Wang, M., Wang, N. W., Wang, R., Wang, X., Wang, Y., Wang, Y., Wang, Z., Wang, Z., Wang, Z., Ward, J. A., Watson, N. K., Websdale, D., Wei, Y., Westhenry, B. D. C., White, D. J., Whitehead, M., Wiederhold, A. R., Wiedner, D., Wilkinson, G., Wilkinson, M. K., Williams, I., Williams, M., Williams, M. R. J., Williams, R., Wilson, F. F., Wislicki, W., Witek, M., Witola, L., Wong, C. P., Wormser, G., Wotton, S. A., Wu, H., Wu, J., Wu, Y., Wyllie, K., Xian, S., Xiang, Z., Xie, Y., Xu, A., Xu, J., Xu, L., Xu, L., Xu, M., Xu, Z., Xu, Z., Xu, Z., Yang, D., Yang, S., Yang, X., Yang, Y., Yang, Z., Yang, Z., Yeroshenko, V., Yeung, H., Yin, H., Yu, C. Y., Yu, J., Yuan, X., Zaffaroni, E., Zavertyaev, M., Zdybal, M., Zeng, M., Zhang, C., Zhang, D., Zhang, J., Zhang, L., Zhang, S., Zhang, S., Zhang, Y., Zhang, Y., Zhao, Y., Zharkova, A., Zhelezov, A., Zheng, Y., Zhou, T., Zhou, X., Zhou, Y., Zhovkovska, V., Zhu, L. Z., Zhu, X., Zhu, X., Zhu, Z., Zhukov, V., Zhuo, J., Zou, Q., Zucchelli, S., Zuliani, D., and Zunica, G.
• College/School: UNSPECIFIED
• Journal Name: Journal of High Energy Physics
• Publisher: Springer
• ISSN: 1126-6708
• ISSN (Online): 1029-8479
• Published Online: 13 February 2024
• Copyright Holders: Copyright © 2024 The Authors
• First Published: First published in Journal of High Energy Physics 2024(2): 70
• Publisher Policy: Reproduced under a Creative Commons License