Measurement of $W^{\pm}$ and $Z$-boson production cross sections in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=13$ TeV with the ATLAS detector
G. Aad
(1)
,
M. Alstaty
(1)
,
M. Barbero
(1)
,
A. Calandri
(1)
,
T.P. Calvet
(1)
,
Y. Coadou
(1)
,
C. Diaconu
(1)
,
Sara Diglio
(1)
,
F. Djama
(1)
,
V. Ellajosyula
(1)
,
L. Feligioni
(1)
,
J. Gao
(1)
,
A. Hadef
(1)
,
G.D. Hallewell
(1)
,
F. Hubaut
(1)
,
S.J. Kahn
(1)
,
E. B. F. G. Knoops
(1)
,
E. Le Guirriec
(1)
,
J. Liu
(1)
,
K. Liu
(1)
,
D. Madaffari
(1)
,
E. Monnier
(1)
,
S. Muanza
(1)
,
E. Nagy
(1)
,
P. Pralavorio
(1)
,
Y. Rodina
(1)
,
A. Rozanov
(1)
,
M. Talby
(1)
,
T. Theveneaux-Pelzer
(1)
,
R.E. Ticse Torres
(1)
,
S. Tisserant
(1)
,
J. Toth
(1)
,
F. Touchard
(1)
,
L. Vacavant
(1)
,
Chen Wang
(1)
,
D. Boumediene
(2)
,
E. Busato
(2)
,
D. Calvet
(2)
,
S. Calvet
(2)
,
A.R. Chomont
(2)
,
J. Donini
(2)
,
Ph. Gris
(2)
,
R. Madar
(2)
,
D. Pallin
(2)
,
S.M. Romano Saez
(2)
,
C. Santoni
(2)
,
D. Simon
(2)
,
F. Vazeille
(2)
,
S. Albrand
(3)
,
S. Berlendis
(3)
,
C. Camincher
(3)
,
J. Collot
(3)
,
S. Crépé-Renaudin
(3)
,
P.A. Delsart
(3)
,
C. Gabaldon
(3)
,
M.H. Genest
(3)
,
J. Gradin
(3)
,
J.Y. Hostachy
(3)
,
F. Ledroit-Guillon
(3)
,
A. Lleres
(3)
,
A. Lucotte
(3)
,
F. Malek
(3)
,
E. Petit
(3)
,
J. Stark
(3)
,
B. Trocmé
(3)
,
M. Wu
(3)
,
M.K. Ayoub
(4)
,
A. Bassalat
(4)
,
S. Binet
(4)
,
C. Becot
(4)
,
C. Bourdarios
(4)
,
J.B. de Vivie De Regie
(4)
,
D. Delgove
(4)
,
L. Duflot
(4)
,
M. Escalier
(4)
,
L. Fayard
(4)
,
D. Fournier
(4)
,
E.L. Gkougkousis
(4)
,
J.-F. Grivaz
(4)
,
T. Guillemin
(4)
,
F. Hariri
(4)
,
S. Henrot-Versille
(4)
,
J. Hrivnac
(4)
,
L. Iconomidou-Fayard
(4)
,
M. Kado
(4)
,
A. Lounis
(4)
,
N. Makovec
(4)
,
N. Morange
(4)
,
C. Nellist
(4)
,
P. Petroff
(4)
,
L. Poggioli
(4)
,
P. Puzo
(4)
,
A. Renaud
(4)
,
G. Rybkin
(4)
,
D. Rousseau
,
A.C. Schaffer
(4)
,
L. Serin
(4)
,
E. Scifo
(4)
,
S. Simion
(4)
,
R. Tanaka
(4)
,
D. Zerwas
(4)
,
Zhongkai Zhang
(4)
,
Y. Zhao
(4)
,
Z. Barnovska
(5)
,
N. Berger
(5)
,
M. Delmastro
(5)
,
L. Di Ciaccio
(5)
,
S. Elles
(5)
,
K. Grevtsov
(5)
,
T. Hryn’ova
(5)
,
S. Jézéquel
(5)
,
I. Koletsou
(5)
,
R. Lafaye
(5)
,
Jérémy Lévêque
(5)
,
P. Mastrandea
(5)
,
G. Sauvage
(5)
,
E. Sauvan
(5)
,
O. Simard
(5)
,
T. Todorov
(5)
,
I. Wingerter-Seez
(5)
,
E. Yatsenko
(5)
G. Aad
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Y. Coadou
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Sara Diglio
- Fonction : Auteur
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D. Calvet
- Fonction : Auteur
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S. Crépé-Renaudin
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M.H. Genest
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F. Ledroit-Guillon
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F. Malek
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B. Trocmé
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J.B. de Vivie De Regie
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S. Henrot-Versille
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D. Rousseau
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N. Berger
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T. Hryn’ova
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S. Jézéquel
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Résumé
Measurements of the $W^{\pm} \rightarrow \ell^{\pm} \nu$ and $Z \rightarrow \ell^+ \ell^-$ production cross sections (where $\ell^{\pm}=e^{\pm},\mu^{\pm}$) in proton-proton collisions at $\sqrt{s}=13$ TeV are presented using data recorded by the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider, corresponding to a total integrated luminosity of 81 pb$^{-1}$. The total inclusive $W^{\pm}$-boson production cross sections times the single-lepton-flavour branching ratios are $\sigma_{W^+}^{tot}= 11.78 \pm 0.02 (stat) \pm 0.32 (sys) \pm 0.59 (lumi)$ nb and $\sigma_{W^-}^{tot} = 8.75 \pm 0.02 (stat) \pm 0.24 (sys) \pm 0.44 (lumi)$ nb for $W^+$ and $W^-$, respectively. The total inclusive $Z$-boson production cross section times leptonic branching ratio, within the invariant mass window $66 < m_{\ell\ell} < 116$ GeV, is $\sigma_{Z}^{tot} = 1.97 \pm 0.01 (stat) \pm 0.04 (sys) \pm 0.10 (lumi)$ nb. The $W^+$, $W^-$, and $Z$-boson production cross sections and cross-section ratios within a fiducial region defined by the detector acceptance are also measured. The cross-section ratios benefit from significant cancellation of experimental uncertainties, resulting in $\sigma_{W^+}^{fid}/\sigma_{W^-}^{fid} = 1.295 \pm 0.003 (stat) \pm 0.010 (sys)$ and $\sigma_{W^{\pm}}^{fid}/\sigma_{Z}^{fid} = 10.31 \pm 0.04 (stat) \pm 0.20 (sys)$. Theoretical predictions, based on calculations accurate to next-to-next-to-leading order for quantum chromodynamics and next-to-leading order for electroweak processes and which employ different parton distribution function sets, are compared to these measurements.