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Measurement of differential cross sections for $${\text {Z}}$$ Z boson production in association with jets in proton-proton collisions at $$\sqrt{s} = 13\,\text {TeV} $$ s = 13 TeV

A. M. SirunyanYerevan Physics Institute, Yerevan, ArmeniaA. TumasyanYerevan Physics Institute, Yerevan, ArmeniaW. AdamInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaF. AmbrogiInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaE. AsilarInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaT. BergauerInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaJ. BrandstetterInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaE. BrondolinInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaM. DragicevicInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaJ. EröInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaA. Escalante Del ValleInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaM. FlechlInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaM. FriedlInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaR. FrühwirthInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaV. M. GheteInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaJ. HrubecInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaM. JeitlerInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaN. KrammerInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaI. KrätschmerInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaD. LikoInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaT. MadlenerInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaI. MikulecInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaN. RadInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaH. RohringerInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaJ. SchieckInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaR. SchöfbeckInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaM. SpanringInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaD. SpitzbartInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaA. TaurokInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaW. WaltenbergerInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaJ. WittmannInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaC.-E. WulzInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaM. ZaruckiInstitut für Hochenergiephysik, Wien, AustriaV. ChekhovskyV. MossolovJ. Suarez GonzalezE. A. De WolfUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumD. Di CroceUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumX. JanssenUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumJ. LauwersUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumM. PietersUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumM. Van De KlundertUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumH. Van HaevermaetUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumP. Van MechelenUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumN. Van RemortelUniversiteit Antwerpen, Antwerpen, BelgiumS. Abu ZeidVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumF. BlekmanVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumJ. D’HondtVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumI. De BruynVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumJ. De ClercqVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumK. DerooverVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumG. FlourisVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumD. LontkovskyiVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumS. LowetteVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumI. MarchesiniVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumS. MoortgatVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumL. MoreelsVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumQ. PythonVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumK. SkovpenVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumS. TavernierVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumW Van DoninckVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumP. Van MuldersVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumI. Van ParijsVrije Universiteit Brussel, Brussel, BelgiumD. BeghinUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumB. BilinUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumH. BrunUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumB. ClerbauxUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumG. De LentdeckerUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumH. DelannoyUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumB. DorneyUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumG. FasanellaUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumL. FavartUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumR. GoldouzianUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumA. GrebenyukUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumA. K. KalsiUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumT. LenziUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumJ. LueticUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumT. SevaUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumE. StarlingUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumC. Vander VeldeUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumP. VanlaerUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumD. VanneromUniversité Libre de Bruxelles, Bruxelles, BelgiumT. CornelisGhent University, Ghent, BelgiumD. DoburGhent University, Ghent, BelgiumA. FagotGhent University, Ghent, BelgiumM. GulGhent University, Ghent, BelgiumI. KhvastunovGhent University, Ghent, BelgiumD. PoyrazGhent University, Ghent, BelgiumC. RoskasGhent University, Ghent, BelgiumD. TrocinoGhent University, Ghent, BelgiumM. TytgatGhent University, Ghent, BelgiumW. VerbekeGhent University, Ghent, BelgiumB. VermassenGhent University, Ghent, BelgiumM. VitGhent University, Ghent, BelgiumN. ZaganidisGhent University, Ghent, BelgiumH. BakhshiansohiUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumO. BonduUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumS. BrochetUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumG. BrunoUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, BelgiumC. CaputoUniversité Catholique de Louvain, Louvain-la-Neuve, Belgium
2018en
ABI

Abstract

The production of a Z boson, decaying to two charged leptons, in association with jets in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV is measured. Data recorded with the CMS detector at the LHC are used that correspond to an integrated luminosity of 2.19 fb -1 . The cross section is measured as a function of the jet multiplicity and its dependence on the transverse momentum of the Z boson, the jet kinematic variables (transverse momentum and rapidity), the scalar sum of the jet momenta, which quantifies the hadronic activity, and the balance in transverse momentum between the reconstructed jet recoil and the Z boson. The measurements are compared with predictions from four different calculations. The first two merge matrix elements with different parton multiplicities in the final state and parton showering, one of which includes oneloop corrections. The third is a fixed-order calculation with next-to-next-to-leading order accuracy for the process with a Z boson and one parton in the final state. The fourth combines the fully differential next-to-next-to-leading order calculation of the process with no parton in the final state with next-to-next-to-leading logarithm resummation and parton showering.

Identifiers

Citations and references

Cited by 30 references