This article presents the first measurement of the differential Z-boson production cross-section in the forward region using proton-lead collisions with the LHCb detector. The dataset was collected at a nucleon-nucleon centre-of-mass energy of sNN = 8.16 TeV in 2016, corresponding to an integrated luminosity of 30.8 nb−1. The forward-backward ratio and the nuclear modification factors are measured together with the differential cross-section as functions of the Z boson rapidity in the centre-of-mass frame, the transverse momentum of the Z boson and a geometric variable ϕ*. The results are in good agreement with the predictions from nuclear parton distribution functions, providing strong constraining power at small Bjorken-x.

Measurement of the Z boson production cross-section in proton-lead collisions at $ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $ = 8.16 TeV [Measurement of the Z boson production cross-section in proton-lead collisions at √ˢNN = 8.16 TeV] / R. Aaij, A.S.W. Abdelmotteleb, C. Abellan Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, B. Adeva, M. Adinolfi, H. Afsharnia, C. Agapopoulou, C.A. Aidala, S. Aiola, Z. Ajaltouni, S. Akar, K. Akiba, J. Albrecht, F. Alessio, M. Alexander, A. Alfonso Albero, Z. Aliouche, P. Alvarez Cartelle, R. Amalric, S. Amato, J.L. Amey, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, M. Andersson, A. Andreianov, M. Andreotti, D. Andreou, D. Ao, F. Archilli, A. Artamonov, M. Artuso, E. Aslanides, M. Atzeni, B. Audurier, S. Bachmann, M. Bachmayer, J.J. Back, A. Bailly-reyre, P. Baladron Rodriguez, V. Balagura, W. Baldini, J. Baptista de Souza Leite, M. Barbetti, R.J. Barlow, S. Barsuk, W. Barter, M. Bartolini, F. Baryshnikov, J.M. Basels, G. Bassi, B. Batsukh, A. Battig, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I.B. Bediaga, A. Beiter, V. Belavin, S. Belin, V. Bellee, K. Belous, I. Belov, I. Belyaev, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, A. Berezhnoy, R. Bernet, D. Berninghoff, H.C. Bernstein, C. Bertella, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, I. Bezshyiko, S. Bhasin, J. Bhom, L. Bian, M.S. Bieker, N.V. Biesuz, S. Bifani, P. Billoir, A. Biolchini, M. Birch, F.C.R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, M.P. Blago, T. Blake, F. Blanc, S. Blusk, D. Bobulska, J.A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Boldyrev, C.S. Bolognani, N. Bondar, S. Borghi, M. Borsato, J.T. Borsuk, S.A. Bouchiba, T.J.V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, M.J. Bradley, S. Braun, A. Brea Rodriguez, J. Brodzicka, A. Brossa Gonzalo, D. Brundu, A. Buonaura, L. Buonincontri, A.T. Burke, C. Burr, A. Bursche, A. Butkevich, J.S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, R. Calabrese, L. Calefice, S. Cali, R. Calladine, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, P. Campana, D.H. Campora Perez, A.F. Campoverde Quezada, S. Capelli, L. Capriotti, A. Carbone, G. Carboni, R. Cardinale, A. Cardini, I. Carli, P. Carniti, L. Carus, A. Casais Vidal, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, J. Cerasoli, D. Cervenkov, A.J. Chadwick, M.G. Chapman, M. Charles, P. Charpentier, C.A. Chavez Barajas, M. Chefdeville, C. Chen, S. Chen, A. Chernov, S. Chernyshenko, V. Chobanova, S. Cholak, M. Chrzaszcz, A. Chubykin, V. Chulikov, P. Ciambrone, M.F. Cicala, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, G. Ciullo, P.E.L. Clarke, M. Clemencic, H.V. Cliff, J. Closier, J.L. Cobbledick, V. Coco, J.A.B. Coelho, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, P. Collins, T. Colombo, L. Congedo, A. Contu, N. Cooke, G. Coombs, I. Corredoira, G. Corti, B. Couturier, D.C. Craik, J. Crkovská, M. Cruz Torres, R. Currie, C.L. Da Silva, S. Dadabaev, L. Dai, E. Dall’Occo, J. Dalseno, C. D’Ambrosio, A. Danilina, P. D’Argent, J.E. Davies, A. Davis, O. De Aguiar Francisco, J. de Boer, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, U. De Freitas Carneiro Da Graca, E. De Lucia, J.M. De Miranda, L. De Paula, M. De Serio, D. De Simone, P. De Simone, F. De Vellis, J.A. de Vries, C.T. Dean, F. Debernardis, D. Decamp, V. Dedu, L. Del Buono, B. Delaney, H.-. Dembinski, V. Denysenko, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, A. Di Cicco, P. Di Nezza, I. Diachkov, S. Didenko, L. Dieste Maronas, S. Ding, V. Dobishuk, A. Dolmatov, C. Dong, A.M. Donohoe, F. Dordei, A.C. dos Reis, L. Douglas, A.G. Downes, M.W. Dudek, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, J.M. Durham, D. Dutta, A. Dziurda, A. Dzyuba, S. Easo, U. Egede, V. Egorychev, S. Eidelman, S. Eisenhardt, S. Ek-In, L. Eklund, S. Ely, A. Ene, E. Epple, S. Escher, J. Eschle, S. Esen, T. Evans, L.N. Falcao, Y. Fan, B. Fang, S. Farry, D. Fazzini, M. Feo, A.D. Fernez, F. Ferrari, L. Ferreira Lopes, F. Ferreira Rodrigues, S. Ferreres Sole, M. Ferrillo, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R.A. Fini, M. Fiorini, M. Firlej, K.M. Fischer, D.S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, M. Fontana, F. Fontanelli, R. Forty, D. Foulds-Holt, V. Franco Lima, M. Franco Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D.A. Friday, J. Fu, Q. Fuehring, E. Gabriel, G. Galati, M.D. Galati, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gambetta, Y. Gan, M. Gandelman, P. Gandini, Y. Gao, M. Garau, L.M. Garcia Martin, P. Garcia Moreno, J. García Pardiñas, B. Garcia Plana, F.A. Garcia Rosales, L. Garrido, C. Gaspar, R.E. Geertsema, D. Gerick, L.L. Gerken, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, L. Giambastiani, V. Gibson, H.K. Giemza, A.L. Gilman, M. Giovannetti, A. Gioventù, P. Gironella Gironell, C. Giugliano, M.A. Giza, K. Gizdov, E.L. Gkougkousis, V.V. Gligorov, C. Göbel, E. Golobardes, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, S. Gomez Fernandez, F. Goncalves Abrantes, M. Goncerz, G. Gong, I.V. Gorelov, C. Gotti, J.P. Grabowski, T. Grammatico, L.A. Granado Cardoso, E. Graugés, E. Graverini, G. Graziani, A.T. Grecu, L.M. Greeven, N.A. Grieser, L. Grillo, S. Gromov, B.R. Gruberg Cazon, C. Gu, M. Guarise, M. Guittiere, P.A. Günther, E. Gushchin, A. Guth, Y. Guz, T. Gys, T. Hadavizadeh, G. Haefeli, C. Haen, J. Haimberger, S.C. Haines, T. Halewood-leagas, M.M. Halvorsen, P.M. Hamilton, J. Hammerich, Q. Han, X. Han, E.B. Hansen, S. Hansmann-Menzemer, L. Hao, N. Harnew, T. Harrison, C. Hasse, M. Hatch, J. He, K. Heijhoff, K. Heinicke, R.D.L. Henderson, A.M. Hennequin, K. Hennessy, L. Henry, J. Heuel, A. Hicheur, D. Hill, M. Hilton, S.E. Hollitt, R. Hou, Y. Hou, J. Hu, J. Hu, W. Hu, X. Hu, W. Huang, X. Huang, W. Hulsbergen, R.J. Hunter, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, P. Ibis, M. Idzik, D. Ilin, P. Ilten, A. Inglessi, A. Iniukhin, A. Ishteev, K. Ivshin, R. Jacobsson, H. Jage, S.J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, E. Jans, B.K. Jashal, A. Jawahery, V. Jevtic, X. Jiang, Y. Jiang, M. John, D. Johnson, C.R. Jones, T.P. Jones, B. Jost, N. Jurik, I. Juszczak, S. Kandybei, Y. Kang, M. Karacson, D. Karpenkov, M. Karpov, J.W. Kautz, F. Keizer, D.M. Keller, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, A. Kharisova, S. Kholodenko, T. Kirn, V.S. Kirsebom, O. Kitouni, S. Klaver, N. Kleijne, K. Klimaszewski, M.R. Kmiec, S. Koliiev, A. Kondybayeva, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, R. Kopecna, P. Koppenburg, M. Korolev, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, A. Kozachuk, P. Kravchenko, L. Kravchuk, R.D. Krawczyk, M. Kreps, S. Kretzschmar, P. Krokovny, W. Krupa, W. Krzemien, J. Kubat, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, G.J. Kunde, D. Lacarrere, G. Lafferty, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, J.J. Lane, R. Lane, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, J. Langer, O. Lantwin, T. Latham, F. Lazzari, M. Lazzaroni, R. Le Gac, S.H. Lee, R. Lefèvre, A. Leflat, S. Legotin, P. Lenisa, O. Leroy, T. Lesiak, B. Leverington, H. Li, K. Li, P. Li, S. Li, T. Li, Y. Li, Z. Li, X. Liang, C. Lin, T. Lin, R. Lindner, V. Lisovskyi, R. Litvinov, G. Liu, H. Liu, Q. Liu, S. Liu, A. Lobo Salvia, A. Loi, R. Lollini, J. Lomba Castro, I. Longstaff, J.H. Lopes, S. López Soliño, G.H. Lovell, Y. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, S. Luchuk, M. Lucio Martinez, V. Lukashenko, Y. Luo, A. Lupato, E. Luppi, A. Lusiani, K. Lynch, X.-. Lyu, L. Ma, R. Ma, R. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, V. Macko, P. Mackowiak, S. Maddrell-Mander, L.R. Madhan Mohan, A. Maevskiy, D. Maisuzenko, M.W. Majewski, J.J. Malczewski, S. Malde, B. Malecki, A. Malinin, T. Maltsev, H. Malygina, G. Manca, G. Mancinelli, D. Manuzzi, C.A. Manzari, D. Marangotto, J.F. Marchand, U. Marconi, S. Mariani, C. Marin Benito, M. Marinangeli, J. Marks, A.M. Marshall, P.J. Marshall, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Massafferri, M. Materok, R. Matev, A. Mathad, V. Matiunin, C. Matteuzzi, K.R. Mattioli, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, M. Mazurek, M. Mccann, L. Mcconnell, T.H. Mcgrath, N.T. Mchugh, A. Mcnab, R. Mcnulty, J.V. Mead, B. Meadows, G. Meier, D. Melnychuk, S. Meloni, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, D. Miao, M. Mikhasenko, D.A. Milanes, E. Millard, M. Milovanovic, M.-. Minard, A. Minotti, S.E. Mitchell, B. Mitreska, D.S. Mitzel, A. Mödden, R.A. Mohammed, R.D. Moise, S. Mokhnenko, T. Mombächer, I.A. Monroy, S. Monteil, M. Morandin, G. Morello, M.J. Morello, J. Moron, A.B. Morris, A.G. Morris, R. Mountain, H. Mu, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, C.H. Murphy, D. Murray, R. Murta, P. Muzzetto, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, T. Nanut, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, P. Neustroev, R. Newcombe, E.M. Niel, S. Nieswand, N. Nikitin, N.S. Nolte, C. Normand, C. Nunez, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, T. Oeser, D.P. O’Hanlon, S. Okamura, R. Oldeman, F. Oliva, M.E. Olivares, C.J.G. Onderwater, R.H. O’Neil, J.M. Otalora Goicochea, T. Ovsiannikova, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, K.O. Padeken, B. Pagare, P.R. Pais, T. Pajero, A. Palano, M. Palutan, Y. Pan, G. Panshin, A. Papanestis, M. Pappagallo, L.L. Pappalardo, C. Pappenheimer, W. Parker, C. Parkes, B. Passalacqua, G. Passaleva, A. Pastore, M. Patel, C. Patrignani, C.J. Pawley, A. Pearce, A. Pellegrino, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, D. Pereima, A. Pereiro Castro, P. Perret, M. Petric, K. Petridis, A. Petrolini, A. Petrov, S. Petrucci, M. Petruzzo, H. Pham, A. Philippov, R. Piandani, L. Pica, M. Piccini, B. Pietrzyk, G. Pietrzyk, M. Pili, D. Pinci, F. Pisani, M. Pizzichemi, V. Placinta, J. Plews, M. Plo Casasus, F. Polci, M. Poli Lener, M. Poliakova, A. Poluektov, N. Polukhina, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, S. Popov, S. Poslavskii, K. Prasanth, L. Promberger, C. Prouve, V. Pugatch, V. Puill, G. Punzi, H.R. Qi, W. Qian, N. Qin, S. Qu, R. Quagliani, N.V. Raab, R.I. Rabadan Trejo, B. Rachwal, J.H. Rademacker, R. Rajagopalan, M. Rama, M. Ramos Pernas, M.S. Rangel, F. Ratnikov, G. Raven, M. Rebollo De Miguel, F. Redi, F. Reiss, C. Remon Alepuz, Z. Ren, V. Renaudin, P.K. Resmi, R. Ribatti, A.M. Ricci, S. Ricciardi, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, A.B. Rodrigues, E. Rodrigues, J.A. Rodriguez Lopez, E. Rodriguez Rodriguez, A. Rollings, P. Roloff, V. Romanovskiy, M. Romero Lamas, A. Romero Vidal, J.D. Roth, M. Rotondo, M.S. Rudolph, T. Ruf, R.A. Ruiz Fernandez, J. Ruiz Vidal, A. Ryzhikov, J. Ryzka, J.J. Saborido Silva, N. Sagidova, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, C. Sanchez Gras, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, E. Santovetti, D. Saranin, G. Sarpis, M. Sarpis, A. Sarti, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, D. Savrina, H. Sazak, L.G. Scantlebury Smead, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, S. Schmitt, O. Schneider, A. Schopper, M. Schubiger, S. Schulte, M.H. Schune, R. Schwemmer, B. Sciascia, A. Sciuccati, S. Sellam, A. Semennikov, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, A. Seuthe, Y. Shang, D.M. Shangase, M. Shapkin, I. Shchemerov, L. Shchutska, T. Shears, L. Shekhtman, Z. Shen, S. Sheng, V. Shevchenko, B. Shi, E.B. Shields, Y. Shimizu, E. Shmanin, J.D. Shupperd, B.G. Siddi, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singla, N. Skidmore, R. Skuza, T. Skwarnicki, M.W. Slater, I. Slazyk, J.C. Smallwood, J.G. Smeaton, E. Smith, M. Smith, A. Snoch, L. Soares Lavra, M.D. Sokoloff, F.J.P. Soler, A. Solomin, A. Solovev, I. Solovyev, F.L. Souza De Almeida, B. Souza De Paula, B. Spaan, E. Spadaro Norella, E. Spiridenkov, P. Spradlin, V. Sriskaran, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, E.N. Stein, O. Steinkamp, O. Stenyakin, H. Stevens, S. Stone, D. Strekalina, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, Y. Sun, P. Svihra, P.N. Swallow, K. Swientek, A. Szabelski, T. Szumlak, M. Szymanski, Y. Tan, S. Taneja, A.R. Tanner, M.D. Tat, A. Terentev, F. Teubert, E. Thomas, D.J.D. Thompson, K.A. Thomson, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T’Jampens, M. Tobin, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, D. Torres Machado, D.Y. Tou, E. Trifonova, S.M. Trilov, C. Trippl, G. Tuci, A. Tully, N. Tuning, A. Ukleja, D.J. Unverzagt, E. Ursov, A. Usachov, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, A. Vagner, V. Vagnoni, A. Valassi, G. Valenti, N. Valls Canudas, M. van Beuzekom, M. Van Dijk, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, M. van Veghel, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. Vázquez Sierra, S. Vecchi, J.J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Veronesi, M. Vesterinen, D. Vieira, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, A. Villa, P. Vincent, F.C. Volle, D. vom Bruch, A. Vorobyev, V. Vorobyev, N. Voropaev, K. Vos, R. Waldi, J. Walsh, G. Wan, C. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, R. Wang, X. Wang, Y. Wang, Z. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J.A. Ward, N.K. Watson, D. Websdale, C. Weisser, B.D.C. Westhenry, D.J. White, M. Whitehead, A.R. Wiederhold, D. Wiedner, G. Wilkinson, M.K. Wilkinson, I. Williams, M. Williams, M.R.J. Williams, R. Williams, F.F. Wilson, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, C.P. Wong, G. Wormser, S.A. Wotton, H. Wu, K. Wyllie, S. Xian, Z. Xiang, D. Xiao, Y. Xie, A. Xu, J. Xu, L. Xu, M. Xu, Q. Xu, Z. Xu, Z. Xu, D. Yang, S. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, L.E. Yeomans, H. Yin, J. Yu, X. Yuan, E. Zaffaroni, M. Zavertyaev, M. Zdybal, O. Zenaiev, M. Zeng, D. Zhang, L. Zhang, S. Zhang, S. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, A. Zharkova, A. Zhelezov, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, Y. Zhou, V. Zhovkovska, Q. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Z. Zhu, V. Zhukov, Q. Zou, S. Zucchelli, D. Zuliani, G. Zunica. - In: JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS. - ISSN 1029-8479. - 2023:6(2023 Jun 05), pp. 22.1-22.37. [10.1007/JHEP06(2023)022]

Measurement of the Z boson production cross-section in proton-lead collisions at $ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $ = 8.16 TeV [Measurement of the Z boson production cross-section in proton-lead collisions at √ˢNN = 8.16 TeV]

M. Lazzaroni;D. Marangotto;A. Merli;N. Neri;M. Petruzzo;E. Spadaro Norella;G. Tonani;
2023

Abstract

This article presents the first measurement of the differential Z-boson production cross-section in the forward region using proton-lead collisions with the LHCb detector. The dataset was collected at a nucleon-nucleon centre-of-mass energy of sNN = 8.16 TeV in 2016, corresponding to an integrated luminosity of 30.8 nb−1. The forward-backward ratio and the nuclear modification factors are measured together with the differential cross-section as functions of the Z boson rapidity in the centre-of-mass frame, the transverse momentum of the Z boson and a geometric variable ϕ*. The results are in good agreement with the predictions from nuclear parton distribution functions, providing strong constraining power at small Bjorken-x.
Electroweak Interaction; Heavy Ion Experiments; Heavy-Ion Collision;
Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare
5-giu-2023
Article (author)
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
JHEP06(2023)022.pdf

accesso aperto

Tipologia: Publisher's version/PDF
Dimensione 1.02 MB
Formato Adobe PDF
1.02 MB Adobe PDF Visualizza/Apri
Pubblicazioni consigliate

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/2434/1025058
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus 1
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 1
social impact