Measurement of the effective leptonic weak mixing angle
Authors:   The LHCb collaboration, Aaij R. , Abdelmotteleb A. S. W. , Abellan Beteta C. , Abudinén F. , Ackernley T. , Adefisoye A. A. , Adeva B. , Adinolfi M. , Adlarson P. , Agapopoulou C. , Aidala C. A. , Ajaltouni Z. , Akar S. , Akiba K. , Albicocco P. , Albrecht J. , Alessio F. , Alexander M. , 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. , Anelli A. , Ao D. , Archilli F. , Argenton M. , Arguedas Cuendis S. , Artamonov A. , Artuso M. , Aslanides E. , Ataíde Da Silva R. , Atzeni M. , Audurier B. , Bacher D. , Bachiller Perea I. , Bachmann S. , Bachmayer M. , Back J. J. , Baladron Rodriguez P. , Balagura V. , Baldini W. , Balzani L. , Bao H. , Baptista de Souza Leite J. , Barbero Pretel C. , Barbetti M. , Barbosa I. R. , Barlow R. J. , Barnyakov M. , Barsuk S. , Barter W. , Bartolini M. , Bartz J. , Basels J. M. , Bashir S. , Bassi G. , Batsukh B. , Battista P. B. , Bay A. , Beck A. , Becker M. , Bedeschi F. , Bediaga I. B. , Behling N. 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. , Bertolin A. , Betancourt C. , Betti F. , Bex J. , Bezshyiko Ia. , Bhom J. , Bieker M. S. , Biesuz N. V. , Billoir P. , Biolchini A. , Birch M. , Bishop F. C. R. , Bitadze A. , Bizzeti A. , Blake T. , Blanc F. , Blank J. E. , Blusk S. , Bocharnikov V. , Boelhauve J. A. , Boente Garcia O. , Boettcher T. , Bohare A. , Boldyrev A. , Bolognani C. S. , Bolzonella R. , Bondar N. , Bordelius A. , Borgato F. , Borghi S. , Borsato M. , Borsuk J. T. , Bouchiba S. A. , Bovill M. , Bowcock T. J. V. , Boyer A. , Bozzi C. , Brea Rodriguez A. , Breer N. , Brodzicka J. , Brossa Gonzalo A. , Brown J. , Brundu D. , Buchanan E. , Buonaura A. , Buonincontri L. , Burke A. T. , Burr C. , Butter J. S. , Buytaert J. , Byczynski W. , Cadeddu S. , Cai H. , Caillet A. C. , Calabrese R. , Calderon Ramirez S. , Calefice L. , Cali S. , Calvi M. , Calvo Gomez M. , Camargo Magalhaes P. , Cambon Bouzas J. I. , Campana P. , Campora Perez D. H. , Campoverde Quezada A. F. , Capelli S. , Capriotti L. , Caravaca-Mora R. , Carbone A. , Carcedo Salgado L. , Cardinale R. , Cardini A. , Carniti P. , Carus L. , Casais Vidal A. , Caspary R. , Casse G. , Castro Godinez J. , Cattaneo M. , Cavallero G. , Cavallini V. , Celani S. , Cervenkov D. , Cesare S. , Chadwick A. J. , Chahrour I. , Charles M. , Charpentier Ph. , Chatzianagnostou E. , Chefdeville M. , Chen C. , Chen S. , Chen Z. , Chernov A. , Chernyshenko S. , Chiotopoulos X. , Chobanova V. , Cholak S. , Chrzaszcz M. , Chubykin A. , Chulikov V. , Ciambrone P. , Cid Vidal X. , Ciezarek G. , Cifra P. , Clarke P. E. L. , Clemencic M. , Cliff H. V. , Closier J. , Cocha Toapaxi C. , Coco V. , Cogan J. , Cogneras E. , Cojocariu L. , Collins P. , Colombo T. , Colonna M. C. , 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. , Curras Rivera E. , 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 Angelis C. , De Benedetti F. , 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 P. , De Vellis F. , de Vries J. A. , Debernardis F. , Decamp D. , Dedu V. , Dekkers S. , Del Buono L. , Delaney B. , Dembinski H.-P. , Deng J. , Denysenko V. , Deschamps O. , Dettori F. , Dey B. , Di Nezza P. , Diachkov I. , Didenko S. , Ding S. , Dittmann L. , Dobishuk V. , Docheva A. D. , Dong C. , Donohoe A. M. , Dordei F. , dos Reis A. C. , Dowling A. D. , Duan W. , Duda P. , Dudek M. W. , Dufour L. , Duk V. , Durante P. , Duras M. M. , Durham J. M. , Durmus O. D. , Dziurda A. , Dzyuba A. , Easo S. , Eckstein E. , Egede U. , Egorychev A. , Egorychev V. , Eisenhardt S. , Ejopu E. , Eklund L. , Elashri M. , Ellbracht J. , Ely S. , Ene A. , Epple E. , 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 Casani A. , Fernandez Gomez M. , Fernez A. D. , Ferrari F. , Ferreira Rodrigues F. , Ferrillo M. , Ferro-Luzzi M. , Filippov S. , Fini R. A. , Fiorini M. , Firlej M. , Fischer K. L. , Fitzgerald D. S. , Fitzpatrick C. , Fiutowski T. , Fleuret F. , Fontana M. , Foreman L. F. , Forty R. , Foulds-Holt D. , Franco Lima V. , Franco Sevilla M. , Frank M. , Franzoso E. , Frau G. , Frei C. , Friday D. A. , 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. , Ganie B. , Gao H. , Gao R. , Gao T. Q. , Gao Y. , Gao Y. , Gao Y. , Garau M. , Garcia Martin L. M. , Garcia Moreno P. , García Pardiñas J. , Garg K. G. , Garrido L. , Gaspar C. , Geertsema R. E. , Gerken L. L. , Gersabeck E. , Gersabeck M. , Gershon T. , Ghizzo S. G. , Ghorbanimoghaddam Z. , Giambastiani L. , Giasemis F. I. , Gibson V. , Giemza H. K. , Gilman A. L. , Giovannetti M. , Gioventù A. , Girardey L. , Gironella Gironell P. , Giugliano C. , Giza M. A. , Gkougkousis E. L. , Glaser F. C. , Gligorov V. V. , Göbel C. , Golobardes E. , Golubkov D. , Golutvin 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. , Grazette L. , Graziani G. , Grecu A. T. , Greeven L. M. , Grieser N. A. , Grillo L. , Gromov S. , Gu C. , Guarise M. , Guerry L. , Guittiere M. , Guliaeva V. , Günther P. A. , Guseinov A.-K. , Gushchin E. , Guz Y. , Gys T. , Habermann K. , Hadavizadeh T. , Hadjivasiliou C. , Haefeli G. , Haen C. , Haimberger J. , Hajheidari M. , Hallett G. , Halvorsen M. M. , Hamilton P. M. , Hammerich J. , Han Q. , Han X. , Hansmann-Menzemer S. , Hao L. , Harnew N. , Hartmann M. , Hashmi S. , He J. , Hemmer F. , Henderson C. , Henderson R. D. L. , Hennequin A. M. , Hennessy K. , Henry L. , Herd J. , Herrero Gascon P. , Heuel J. , Hicheur A. , Hijano Mendizabal G. , Hill D. , Hollitt S. E. , Horswill J. , Hou R. , Hou Y. , Howarth N. , Hu J. , Hu J. , Hu W. , Hu X. , Huang W. , Hulsbergen W. , Hunter R. J. , Hushchyn M. , Hutchcroft D. , 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. , John Rubesh Rajan A. , Johnson D. , Jones C. R. , Jones T. P. , Joshi S. , Jost B. , Juan Castella J. , Jurik N. , Juszczak I. , Kaminaris D. , Kandybei S. , Kane M. , Kang Y. , Kar C. , Karacson M. , Karpenkov D. , Kauniskangas A. , Kautz J. W. , Kazanecki M. K. , Keizer F. , 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. , Konoplyannikov A. , Kopciewicz P. , Koppenburg P. , Korolev M. , Kostiuk I. , Kot O. , Kotriakhova S. , Kozachuk A. , Kravchenko P. , Kravchuk L. , Kreps M. , Krokovny P. , Krupa W. , Krzemien W. , Kshyvanskyi O. K. , Kubis S. , Kucharczyk M. , Kudryavtsev V. , Kulikova E. , Kupsc A. , Kutsenko B. K. , Lacarrere D. , Laguarta Gonzalez P. , Lai A. , Lampis A. , Lancierini D. , Landesa Gomez C. , Lane J. J. , Lane R. , Lanfranchi G. , Langenbruch C. , Langer J. , Lantwin O. , Latham T. , Lazzari F. , Lazzeroni C. , Le Gac R. , Lee H. , Lefèvre R. , Leflat A. , Legotin S. , Lehuraux M. , Lemos Cid E. , Leroy O. , Lesiak T. , Lesser E. , Leverington B. , Li A. , Li C. , Li H. , Li K. , Li L. , Li M. , Li P. , Li P.-R. , Li Q. , Li S. , Li T. , Li T. , Li Y. , Li Y. , Lian Z. , Liang X. , Libralon S. , Lin C. , Lin T. , Lindner R. , Lisovskyi V. , Litvinov R. , Liu F. L. , Liu G. , Liu K. , Liu S. , Liu W. , Liu Y. , Liu Y. , Liu Y. L. , Lobo Salvia A. , Loi A. , Lomba Castro J. , Long T. , Lopes J. H. , Lopez Huertas A. , López Soliño S. , Lu Q. , Lucarelli C. , Lucchesi D. , Lucio Martinez M. , Lukashenko V. , Luo Y. , Lupato A. , Luppi E. , Lynch K. , Lyu X.-R. , Ma G. M. , Ma R. , Maccolini S. , Machefert F. , Maciuc F. , Mack B. , Mackay I. , Mackey L. M. , Madhan Mohan L. R. , Madurai M. J. , Maevskiy A. , Magdalinski D. , Maisuzenko D. , Majewski M. W. , Malczewski J. J. , Malde S. , Malentacca L. , Malinin A. , Maltsev T. , Manca G. , Mancinelli G. , Mancuso C. , Manera Escalero R. , Manuzzi D. , Marangotto D. , Marchand J. F. , Marchevski R. , Marconi U. , Mariani E. , Mariani S. , Marin Benito C. , Marks J. , Marshall A. M. , Martel L. , Martelli G. , Martellotti G. , Martinazzoli L. , Martinelli M. , Martinez Santos D. , Martinez Vidal F. , Massafferri A. , Matev R. , Mathad A. , Matiunin V. , Matteuzzi C. , Mattioli K. R. , Mauri A. , Maurice E. , Mauricio J. , Mayencourt P. , Mazorra de Cos J. , Mazurek M. , McCann M. , Mcconnell L. , McGrath T. H. , McHugh N. T. , McNab A. , McNulty R. , Meadows B. , Meier G. , Melnychuk D. , Meng F. M. , Merk M. , Merli A. , Meyer Garcia L. , Miao D. , Miao H. , Mikhasenko M. , Milanes D. A. , Minotti A. , Minucci E. , Miralles T. , Mitreska B. , Mitzel D. S. , Modak A. , Mohammed R. A. , Moise R. D. , Mokhnenko S. , Molina Cardenas E. F. , Mombächer T. , Monk M. , Monteil S. , Morcillo Gomez A. , 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. , Muñoz-Rojas F. , Murta R. , Naik P. , Nakada T. , Nandakumar R. , Nanut T. , Nasteva I. , Needham M. , Neri N. , Neubert S. , Neufeld N. , Neustroev P. , Nicolini J. , Nicotra D. , Niel E. M. , Nikitin N. , Nogarolli P. , Nogga P. , Normand C. , Novoa Fernandez J. , Nowak G. , Nunez C. , Nur H. N. , Oblakowska-Mucha A. , Obraztsov V. , Oeser T. , Okamura S. , Okhotnikov A. , Okhrimenko O. , Oldeman R. , Oliva F. , Olocco M. , Onderwater C. J. G. , O’Neil R. H. , Osthues D. , Otalora Goicochea J. M. , Owen P. , Oyanguren A. , Ozcelik O. , Paciolla F. , Padee A. , 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. , Passaro D. , Pastore A. , Patel M. , Patoc J. , Patrignani C. , Paul A. , Pawley C. J. , Pellegrino A. , Peng J. , Pepe Altarelli M. , Perazzini S. , Pereima D. , Pereira Da Costa H. , Pereiro Castro A. , Perret P. , Perro A. , Petridis K. , Petrolini A. , Pfaller J. P. , Pham H. , Pica L. , Piccini M. , Piccolo L. , Pietrzyk B. , Pietrzyk G. , Pinci D. , Pisani F. , Pizzichemi M. , Placinta V. , Plo Casasus M. , Poeschl T. , Polci F. , Poli Lener M. , Poluektov A. , Polukhina N. , Polyakov I. , Polycarpo E. , Ponce S. , Popov D. , Poslavskii S. , Prasanth K. , Prouve C. , Provenzano D. , Pugatch V. , Punzi G. , Qasim S. , Qian Q. Q. , Qian W. , Qin N. , Qu S. , Quagliani R. , Rabadan Trejo R. I. , Rademacker J. H. , Rama M. , Ramírez García M. , Ramos De Oliveira V. , 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. , Riccardi D. , 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. , Roensch J. , Rogachev A. , Rogovskiy A. , Rolf D. L. , Roloff P. , Romanovskiy V. , Romero Lamas M. , Romero Vidal A. , Romolini G. , Ronchetti F. , Rong T. , Rotondo M. , Roy S. R. , Rudolph M. S. , Ruiz Diaz M. , Ruiz Fernandez R. A. , Ruiz Vidal J. , Ryzhikov A. , Ryzka J. , Saavedra-Arias J. J. , Saborido Silva J. J. , Sadek R. , Sagidova N. , Sahoo D. , Sahoo N. , Saitta B. , Salomoni M. , Sanderswood I. , Santacesaria R. , Santamarina Rios C. , Santimaria M. , Santoro L. , Santovetti E. , Saputi A. , Saranin D. , Sarnatskiy A. , Sarpis G. , Sarpis M. , Satriano C. , Satta A. , Saur M. , Savrina D. , Sazak H. , Sborzacchi F. , Scantlebury Smead L. G. , Scarabotto A. , Schael S. , Scherl S. , Schiller M. , Schindler H. , Schmelling M. , Schmidt B. , Schmitt S. , Schmitz H. , Schneider O. , Schopper A. , Schulte N. , Schulte S. , Schune M. H. , Schwemmer R. , Schwering G. , Sciascia B. , Sciuccati A. , Sellam S. , Semennikov A. , Senger T. , Senghi Soares M. , Sergi A. , Serra N. , Sestini L. , Seuthe A. , Shang Y. , Shangase D. M. , Shapkin M. , Sharma R. S. , Shchemerov I. , Shchutska L. , Shears T. , Shekhtman L. , Shen Z. , Sheng S. , Shevchenko V. , Shi B. , Shi Q. , Shimizu Y. , Shmanin E. , Shorkin R. , Shupperd J. D. , Silva Coutinho R. , Simi G. , Simone S. , Skidmore N. , Skwarnicki T. , Slater M. W. , Smallwood J. C. , 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. , Sundfeld D. , Sutcliffe W. , Swallow P. N. , Swientek K. , Swystun F. , Szabelski A. , Szumlak T. , Tan Y. , Tat M. D. , Terentev A. , Terzuoli F. , 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. , Uecker L. H. , Ukleja A. , Unverzagt D. J. , Ursov E. , Usachov A. , Ustyuzhanin A. , Uwer U. , Vagnoni V. , Valcarce Cadenas V. , Valenti G. , Valls Canudas N. , Van Hecke H. , van Herwijnen E. , Van Hulse C. B. , Van Laak R. , van Veghel M. , Vasquez G. , Vazquez Gomez R. , Vazquez Regueiro P. , Vázquez Sierra C. , Vecchi S. , Velthuis J. J. , Veltri M. , Venkateswaran A. , Verdoglia M. , Vesterinen M. , Vico Benet D. , Vidrier Villalba P. V. , Vieites Diaz M. , Vilasis-Cardona X. , Vilella Figueras E. , Villa A. , Vincent P. , Volle F. C. , vom Bruch D. , Voropaev N. , Vos K. , Vouters G. , Vrahas C. , Wagner J. , 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 X. , Wang X. W. , Wang Y. , Wang Z. , Wang Z. , Wang Z. , Ward J. A. , Waterlaat M. , Watson N. K. , Websdale D. , Wei Y. , Wendel J. , Westhenry B. D. C. , White C. , Whitehead M. , Whiter E. , Wiederhold A. R. , Wiedner D. , Wilkinson G. , Wilkinson M. K. , Williams M. , Williams M. R. J. , Williams R. , Williams Z. , Wilson F. F. , Winn M. , Wislicki W. , Witek M. , Witola L. , Wormser G. , Wotton S. A. , Wu H. , Wu J. , Wu Y. , Wu Z. , 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 K. , Yang S. , Yang X. , Yang Y. , Yang Z. , Yang Z. , Yeroshenko V. , Yeung H. , Yin H. , Yin X. , Yu C. Y. , Yu J. , Yuan X. , Yuan Y , Zaffaroni E. , Zavertyaev M. , Zdybal M. , Zenesini F. , Zeng C. , Zeng M. , Zhang C. , Zhang D. , Zhang J. , Zhang L. , Zhang S. , Zhang S. , Zhang Y. , Zhang Y. Z. , Zhao Y. , Zharkova A. , Zhelezov A. , Zheng S. Z. , Zheng X. Z. , Zheng Y. , Zhou T. , Zhou X. , Zhou Y. , Zhovkovska V. , Zhu L. Z. , Zhu X. , Zhu X. , Zhukov V. , Zhuo J. , Zou Q. , Zuliani D. , Zunica G. 
Published: December 2024

Abstract

Using pp collision data at $$ \sqrt{s} $$

s

= 13 TeV, recorded by the LHCb experiment between 2016 and 2018 and corresponding to an integrated luminosity of 5.4 fb−1, the forward-backward asymmetry in the pp → Z/γ* → μ+μ− process is measured. The measurement is carried out in ten intervals of the difference between the muon pseudorapidities, within a fiducial region covering dimuon masses between 66 and 116 GeV, muon pseudorapidities between 2.0 and 4.5 and muon transverse momenta above 20 GeV. These forward-backward asymmetries are compared with predictions, at next-to-leading order in the strong and electroweak couplings. The measured effective leptonic weak mixing angle is$$ {\sin}^2{\theta}_{\textrm{eff}}^{\ell }=0.23147\pm 0.00044\pm 0.00005\pm 0.00023, $$

sin
2

θ
eff
ℓ

=
0.23147
±
0.00044
±
0.00005
±
0.00023
,

where the first uncertainty is statistical, the second arises from systematic uncertainties associated with the asymmetry measurement, and the third arises from uncertainties in the fit model used to extract $$ {\sin}^2{\theta}_{\textrm{eff}}^{\ell } $$

sin
2

θ
eff
ℓ

from the asymmetry measurement. This result is based on an arithmetic average of results using the CT18, MSHT20, and NNPDF31 parameterisations of the proton internal structure, and is consistent with previous measurements and with predictions from the global electroweak fit.