Measurement of $$\hbox {t}{\bar{\hbox {t}}}$$ normalised multi-differential cross sections in $${\text {p}}{\text {p}} $$ collisions at $$\sqrt{s}=13\,{\text {TeV}} $$, and simultaneous determination of the strong coupling strength, top quark pole mass, and parton distribution functions
Authors: Sirunyan A. M. , Tumasyan A. , Adam W. , Ambrogi F. , Asilar E. , Bergauer T. , Brandstetter J. , Dragicevic M. , Erö J. , Del Valle A. Escalante , Flechl M. , Frühwirth R. , Ghete V. M. , Hrubec J. , Jeitler M. , Krammer N. , Krätschmer I. , Liko D. , Madlener T. , Mikulec I. , Rad N. , Rohringer H. , Schieck J. , Schöfbeck R. , Spanring M. , Spitzbart D. , Waltenberger W. , Wittmann J. , Wulz C.-E. , Zarucki M. , Chekhovsky V. , Mossolov V. , Gonzalez J. Suarez , De Wolf E. A. , Di Croce D. , Janssen X. , Lauwers J. , Lelek A. , Pieters M. , Van Haevermaet H. , Van Mechelen P. , Van Remortel N. , Blekman F. , D’Hondt J. , De Clercq J. , Deroover K. , Flouris G. , Lontkovskyi D. , Lowette S. , Marchesini I. , Moortgat S. , Moreels L. , Python Q. , Skovpen K. , Tavernier S. , Van Doninck W. , Van Mulders P. , Van Parijs I. , Beghin D. , Bilin B. , Brun H. , Clerbaux B. , De Lentdecker G. , Delannoy H. , Dorney B. , Fasanella G. , Favart L. , Grebenyuk A. , Kalsi A. K. , Luetic J. , Popov A. , Postiau N. , Starling E. , Thomas L. , Velde C. Vander , Vanlaer P. , Vannerom D. , Wang Q. , Cornelis T. , Dobur D. , Fagot A. , Gul M. , Khvastunov I. , Roskas C. , Trocino D. , Tytgat M. , Verbeke W. , Vermassen B. , Vit M. , Zaganidis N. , Bondu O. , Bruno G. , Caputo C. , David P. , Delaere C. , Delcourt M. , Giammanco A. , Krintiras G. , Lemaitre V. , Magitteri A. , Piotrzkowski K. , Saggio A. , Marono M. Vidal , Vischia P. , Zobec J. , Alves F. L. , Alves G. A. , Silva G. Correia , Hensel C. , Moraes A. , Pol M. E. , Teles P. Rebello , Chagas E. Belchior Batista Das , Carvalho W. , Chinellato J. , Coelho E. , Da Costa E. M. , Da Silveira G. G. , De Jesus Damiao D. , De Oliveira Martins C. , De Souza S. Fonseca , Guativa L. M. Huertas , Malbouisson H. , Figueiredo D. Matos , De Almeida M. Melo , Herrera C. Mora , Mundim L. , Nogima H. , Da Silva W. L. Prado , Rosas L. J. Sanchez , Santoro A. , Sznajder A. , Thiel M. , Manganote E. J. Tonelli , De Araujo F. Torres Da Silva , Pereira A. Vilela , Ahuja S. , Bernardes C. A. , Calligaris L. , Tomei T. R. Fernandez Perez , Gregores E. M. , Mercadante P. G. , Novaes S. F. , Padula SandraS. , Aleksandrov A. , Hadjiiska R. , Iaydjiev P. , Marinov A. , Misheva M. , Rodozov M. , Shopova M. , Sultanov G. , Dimitrov A. , Litov L. , Pavlov B. , Petkov P. , Fang W. , Gao X. , Yuan L. , Wang Y. , Ahmad M. , Bian J. G. , Chen G. M. , Chen H. S. , Chen M. , Jiang C. H. , Leggat D. , Liao H. , Liu Z. , Shaheen S. M. , Spiezia A. , Tao J. , Yazgan E. , Zhang H. , Zhang S. , Zhao J. , Ban Y. , Chen G. , Levin A. , Li J. , Li L. , Li Q. , Mao Y. , Qian S. J. , Wang D. , Avila C. , Cabrera A. , Montoya C. A. Carrillo , Sierra L. F. Chaparro , Florez C. , Hernández C. F. González , Delgado M. A. Segura , Alvarez J. D. Ruiz , Godinovic N. , Lelas D. , Puljak I. , Sculac T. , Antunovic Z. , Kovac M. , Brigljevic V. , Ferencek D. , Kadija K. , Mesic B. , Roguljic M. , Starodumov A. , Susa T. , Ather M. W. , Attikis A. , Kolosova M. , Mavromanolakis G. , Mousa J. , Nicolaou C. , Ptochos F. , Razis P. A. , Rykaczewski H. , Finger M. , Finger M. , Ayala E. , Jarrin E. Carrera , Abdalla H. , Mahmoud M. A. , Mohamed A. , Bhowmik S. , De Oliveira A. Carvalho Antunes , Dewanjee R. K. , Ehataht K. , Kadastik M. , Raidal M. , Veelken C. , Eerola P. , Kirschenmann H. , Pekkanen J. , Voutilainen M. , Havukainen J. , Heikkilä J. K. , Järvinen T. , Karimäki V. , Kinnunen R. , Lampén T. , Lassila-Perini K. , Laurila S. , Lehti S. , Lindén T. , Luukka P. , Mäenpää T. , Siikonen H. , Tuominen E. , Tuominiemi J. , Tuuva T. , Besancon M. , Couderc F. , Dejardin M. , Denegri D. , Faure J. L. , Ferri F. , Ganjour S. , Givernaud A. , Gras P. , de Monchenault G. Hamel , Jarry P. , Leloup C. , Locci E. , Malcles J. , Rander J. , Rosowsky A. , Sahin M. Ö. , Savoy-Navarro A. , Titov M. , Amendola C. , Beaudette F. , Busson P. , Charlot C. , Diab B. , de Cassagnac R. Granier , Kucher I. , Lobanov A. , Blanco J. Martin , Perez C. Martin , Nguyen M. , Ochando C. , Ortona G. , Paganini P. , Rembser J. , Salerno R. , Sauvan J. B. , Sirois Y. , Leiton A. G. Stahl , Zabi A. , Zghiche A. , Agram J.-L. , Andrea J. , Bloch D. , Bourgatte G. , Brom J.-M. , Chabert E. C. , Cherepanov V. , Collard C. , Conte E. , Fontaine J.-C. , Gelé D. , Goerlach U. , Jansová M. , Bihan A.-C. Le , Tonon N. , Van Hove P. , Gadrat S. , Beauceron S. , Bernet C. , Boudoul G. , Chanon N. , Chierici R. , Contardo D. , Depasse P. , Mamouni H. El , Fay J. , Gascon S. , Gouzevitch M. , Grenier G. , Ille B. , Lagarde F. , Laktineh I. B. , Lattaud H. , Lethuillier M. , Mirabito L. , Perries S. , Sordini V. , Touquet G. , Donckt M. Vander , Viret S. , Khvedelidze A. , Tsamalaidze Z. , Autermann C. , Feld L. , Kiesel M. K. , Klein K. , Lipinski M. , Preuten M. , Rauch M. P. , Schomakers C. , Schulz J. , Teroerde M. , Wittmer B. , Albert A. , Erdmann M. , Erdweg S. , Esch T. , Fischer R. , Ghosh S. , Hebbeker T. , Heidemann C. , Hoepfner K. , Keller H. , Mastrolorenzo L. , Merschmeyer M. , Meyer A. , Millet P. , Mukherjee S. , Novak A. , Pook T. , Pozdnyakov A. , Radziej M. , Reithler H. , Rieger M. , Schmidt A. , Sharma A. , Teyssier D. , Thüer S. , Flügge G. , Hlushchenko O. , Kress T. , Müller T. , Nehrkorn A. , Nowack A. , Pistone C. , Pooth O. , Roy D. , Sert H. , Stahl A. , Martin M. Aldaya , Arndt T. , Asawatangtrakuldee C. , Babounikau I. , Bakhshiansohi H. , Beernaert K. , Behnke O. , Behrens U. , Martínez A. Bermúdez , Bertsche D. , Anuar A. A. Bin , Borras K. , Botta V. , Campbell A. , Connor P. , Contreras-Campana C. , Danilov V. , De Wit A. , Defranchis M. M. , Pardos C. Diez , Damiani D. Domínguez , Eckerlin G. , Eichhorn T. , Elwood A. , Eren E. , Gallo E. , Geiser A. , Luyando J. M. Grados , Grohsjean A. , Guthoff M. , Haranko M. , Harb A. , Jomhari N. Z. , Jung H. , Kasemann M. , Keaveney J. , Kleinwort C. , Knolle J. , Krücker D. , Lange W. , Lenz T. , Leonard J. , Lipka K. , Lohmann W. , Mankel R. , Melzer-Pellmann I.-A. , Meyer A. B. , Meyer M. , Missiroli M. , Mittag G. , Mnich J. , Myronenko V. , Pflitsch S. K. , Pitzl D. , Raspereza A. , Saibel A. , Savitskyi M. , Saxena P. , Schütze P. , Schwanenberger C. , Shevchenko R. , Singh A. , Tholen H. , Turkot O. , Vagnerini A. , Van De Klundert M. , Van Onsem G. P. , Walsh R. , Wen Y. , Wichmann K. , Wissing C. , Zenaiev O. , Aggleton R. , Bein S. , Benato L. , Benecke A. , Blobel V. , Dreyer T. , Ebrahimi A. , Garutti E. , Gonzalez D. , Gunnellini P. , Haller J. , Hinzmann A. , Karavdina A. , Kasieczka G. , Klanner R. , Kogler R. , Kovalchuk N. , Kurz S. , Kutzner V. , Lange J. , Marconi D. , Multhaup J. , Niedziela M. , Niemeyer C. E. N. , Nowatschin D. , Perieanu A. , Reimers A. , Rieger O. , Scharf C. , Schleper P. , Schumann S. , Schwandt J. , Sonneveld J. , Stadie H. , Steinbrück G. , Stober F. M. , Stöver M. , Vormwald B. , Zoi I. , Akbiyik M. , Barth C. , Baselga M. , Baur S. , Berger T. , Butz E. , Caspart R. , Chwalek T. , De Boer W. , Dierlamm A. , El Morabit K. , Faltermann N. , Giffels M. , Harrendorf M. A. , Hartmann F. , Husemann U. , Katkov I. , Kudella S. , Mitra S. , Mozer M. U. , Müller Th. , Musich M. , Quast G. , Rabbertz K. , Schröder M. , Shvetsov I. , Simonis H. J. , Ulrich R. , Weber M. , Wöhrmann C. , Wolf R. , Anagnostou G. , Daskalakis G. , Geralis T. , Kyriakis A. , Loukas D. , Paspalaki G. , Agapitos A. , Karathanasis G. , Kontaxakis P. , Panagiotou A. , Papavergou I. , Saoulidou N. , Vellidis K. , Bakas G. , Kousouris K. , Papakrivopoulos I. , Tsipolitis G. , Evangelou I. , Foudas C. , Gianneios P. , Katsoulis P. , Kokkas P. , Mallios S. , Manitara K. , Manthos N. , Papadopoulos I. , Paradas E. , Strologas J. , Triantis F. A. , Tsitsonis D. , Bartók M. , Csanad M. , Filipovic N. , Major P. , Mandal K. , Mehta A. , Nagy M. I. , Pasztor G. , Surányi O. , Veres G. I. , Bencze G. , Hajdu C. , Horvath D. , Hunyadi Á. , Sikler F. , Vámi T. Á. , Veszpremi V. , Vesztergombi G. , Beni N. , Czellar S. , Karancsi J. , Makovec A. , Molnar J. , Szillasi Z. , Raics P. , Trocsanyi Z. L. , Ujvari B. , Choudhury S. , Komaragiri J. R. , Tiwari P. C. , Bahinipati S. , Kar C. , Mal P. , Nayak A. , Chowdhury S. Roy , Sahoo D. K. , Swain S. K. , Bansal S. , Beri S. B. , Bhatnagar V. , Chauhan S. , Chawla R. , Dhingra N. , Gupta R. , Kaur A. , Kaur M. , Kaur S. , Kumari P. , Lohan M. , Meena M. , Sandeep K. , Sharma S. , Singh J. B. , Virdi A. K. , Walia G. , Bhardwaj A. , Choudhary B. C. , Garg R. B. , Gola M. , Keshri S. , Kumar Ashok , Malhotra S. , Naimuddin M. , Priyanka P. , Ranjan K. , Shah Aashaq , Sharma R. , Bhardwaj R. , Bharti M. , Bhattacharya R. , Bhattacharya S. , Bhawandeep U. , Bhowmik D. , Dey S. , Dutt S. , Dutta S. , Ghosh S. , Maity M. , Mondal K. , Nandan S. , Purohit A. , Rout P. K. , Roy A. , Saha G. , Sarkar S. , Sarkar T. , Sharan M. , Singh B. , Thakur S. , Behera P. K. , Muhammad A. , Chudasama R. , Dutta D. , Jha V. , Kumar V. , Mishra D. K. , Netrakanti P. K. , Pant L. M. , Shukla P. , Suggisetti P. , Aziz T. , Bhat M. A. , Dugad S. , Mohanty G. B. , Sur N. , Verma RavindraKumar , Banerjee S. , Bhattacharya S. , Chatterjee S. , Das P. , Guchait M. , Jain Sa. , Karmakar S. , Kumar S. , Majumder G. , Mazumdar K. , Sahoo N. , Chauhan S. , Dube S. , Hegde V. , Kapoor A. , Kothekar K. , Pandey S. , Rane A. , Rastogi A. , Sharma S. , Chenarani S. , Tadavani E. Eskandari , Etesami S. M. , Khakzad M. , Najafabadi M. Mohammadi , Naseri M. , Hosseinabadi F. Rezaei , Safarzadeh B. , Zeinali M. , Felcini M. , Grunewald M. , Abbrescia M. , Calabria C. , Colaleo A. , Creanza D. , Cristella L. , De Filippis N. , De Palma M. , Di Florio A. , Errico F. , Fiore L. , Gelmi A. , Iaselli G. , Ince M. , Lezki S. , Maggi G. , Maggi M. , Miniello G. , My S. , Nuzzo S. , Pompili A. , Pugliese G. , Radogna R. , Ranieri A. , Selvaggi G. , Silvestris L. , Venditti R. , Verwilligen P. , Abbiendi G. , Battilana C. , Bonacorsi D. , Borgonovi L. , Braibant-Giacomelli S. , Campanini R. , Capiluppi P. , Castro A. , Cavallo F. R. , Chhibra S. S. , Codispoti G. , Cuffiani M. , Dallavalle G. M. , Fabbri F. , Fanfani A. , Fontanesi E. , Giacomelli P. , Grandi C. , Guiducci L. , Iemmi F. , Lo Meo S. , Marcellini S. , Masetti G. , Montanari A. , Navarria F. L. , Perrotta A. , Primavera F. , Rossi A. M. , Rovelli T. , Siroli G. P. , Tosi N. , Albergo S. , Di Mattia A. , Potenza R. , Tricomi A. , Tuve C. , Barbagli G. , Chatterjee K. , Ciulli V. , Civinini C. , D’Alessandro R. , Focardi E. , Latino G. , Lenzi P. , Meschini M. , Paoletti S. , Russo L. , Sguazzoni G. , Strom D. , Viliani L. , Benussi L. , Bianco S. , Fabbri F. , Piccolo D. , Ferro F. , Mulargia R. , Robutti E. , Tosi S. , Benaglia A. , Beschi A. , Brivio F. , Ciriolo V. , Di Guida S. , Dinardo M. E. , Fiorendi S. , Gennai S. , Ghezzi A. , Govoni P. , Malberti M. , Malvezzi S. , Menasce D. , Monti F. , Moroni L. , Paganoni M. , Pedrini D. , Ragazzi S. , de Fatis T. Tabarelli , Zuolo D. , Buontempo S. , Cavallo N. , De Iorio A. , Di Crescenzo A. , Fabozzi F. , Fienga F. , Galati G. , Iorio A. O. M. , Lista L. , Meola S. , Paolucci P. , Sciacca C. , Voevodina E. , Azzi P. , Bacchetta N. , Bisello D. , Boletti A. , Bragagnolo A. , Carlin R. , Checchia P. , Dall’Osso M. , De Castro Manzano P. , Dorigo T. , Dosselli U. , Gasparini F. , Gasparini U. , Gozzelino A. , Hoh S. Y. , Lacaprara S. , Lujan P. , Margoni M. , Meneguzzo A. T. , Pazzini J. , Presilla M. , Ronchese P. , Rossin R. , Simonetto F. , Tiko A. , Torassa E. , Tosi M. , Zanetti M. , Zotto P. , Zumerle G. , Braghieri A. , Magnani A. , Montagna P. , Ratti S. P. , Re V. , Ressegotti M. , Riccardi C. , Salvini P. , Vai I. , Vitulo P. , Biasini M. , Bilei G. M. , Cecchi C. , Ciangottini D. , Fanò L. , Lariccia P. , Leonardi R. , Manoni E. , Mantovani G. , Mariani V. , Menichelli M. , Rossi A. , Santocchia A. , Spiga D. , Androsov K. , Azzurri P. , Bagliesi G. , Bianchini L. , Boccali T. , Borrello L. , Castaldi R. , Ciocci M. A. , Dell’Orso R. , Fedi G. , Fiori F. , Giannini L. , Giassi A. , Grippo M. T. , Ligabue F. , Manca E. , Mandorli G. , Messineo A. , Palla F. , Rizzi A. , Rolandi G. , Scribano A. , Spagnolo P. , Tenchini R. , Tonelli G. , Venturi A. , Verdini P. G. , Barone L. , Cavallari F. , Cipriani M. , Del Re D. , Di Marco E. , Diemoz M. , Gelli S. , Longo E. , Marzocchi B. , Meridiani P. , Organtini G. , Pandolfi F. , Paramatti R. , Preiato F. , Quaranta C. , Rahatlou S. , Rovelli C. , Santanastasio F. , Amapane N. , Arcidiacono R. , Argiro S. , Arneodo M. , Bartosik N. , Bellan R. , Biino C. , Cappati A. , Cartiglia N. , Cenna F. , Cometti S. , Costa M. , Covarelli R. , Demaria N. , Kiani B. , Mariotti C. , Maselli S. , Migliore E. , Monaco V. , Monteil E. , Monteno M. , Obertino M. M. , Pacher L. , Pastrone N. , Pelliccioni M. , Angioni G. L. Pinna , Romero A. , Ruspa M. , Sacchi R. , Salvatico R. , Shchelina K. , Sola V. , Solano A. , Soldi D. , Staiano A. , Belforte S. , Candelise V. , Casarsa M. , Cossutti F. , Da Rold A. , Della Ricca G. , Vazzoler F. , Zanetti A. , Kim D. H. , Kim G. N. , Kim M. S. , Lee J. , Lee S. W. , Moon C. S. , Oh Y. D. , Pak S. I. , Sekmen S. , Son D. C. , Yang Y. C. , Kim H. , Moon D. H. , Oh G. , Francois B. , Goh J. , Kim T. J. , Cho S. , Choi S. , Go Y. , Gyun D. , Ha S. , Hong B. , Jo Y. , Lee K. , Lee K. S. , Lee S. , Lim J. , Park S. K. , Roh Y. , Kim H. S. , Almond J. , Kim J. , Kim J. S. , Lee H. , Lee K. , Lee S. , Nam K. , Oh S. B. , Radburn-Smith B. C. , Seo S. h. , Yang U. K. , Yoo H. D. , Yu G. B. , Jeon D. , Kim H. , Kim J. H. , Lee J. S. H. , Park I. C. , Choi Y. , Hwang C. , Lee J. , Yu I. , Veckalns V. , Dudenas V. , Juodagalvis A. , Vaitkus J. , Ibrahim Z. A. , Ali M. A. B. Md , Idris F. Mohamad , Abdullah W. A. T. Wan , Yusli M. N. , Zolkapli Z. , Benitez J. F. , Hernandez A. Castaneda , Quijada J. A. Murillo , Castilla-Valdez H. , De La Cruz-Burelo E. , Duran-Osuna M. C. , La Cruz I. Heredia-De , Lopez-Fernandez R. , Guisao J. Mejia , Rabadan-Trejo R. I. , Ramirez-Sanchez G. , Reyes-Almanza R. , Sanchez-Hernandez A. , Moreno S. Carrillo , Barrera C. Oropeza , Ramirez-Garcia M. , Valencia F. Vazquez , Eysermans J. , Pedraza I. , Ibarguen H. A. Salazar , Estrada C. Uribe , Pineda A. Morelos , Raicevic N. , Krofcheck D. , Bheesette S. , Butler P. H. , Ahmad A. , Ahmad M. , Asghar M. I. , Hassan Q. , Hoorani H. R. , Khan W. A. , Shah M. A. , Shoaib M. , Waqas M. , Bialkowska H. , Bluj M. , Boimska B. , Frueboes T. , Górski M. , Kazana M. , Szleper M. , Traczyk P. , Zalewski P. , Bunkowski K. , Byszuk A. , Doroba K. , Kalinowski A. , Konecki M. , Krolikowski J. , Misiura M. , Olszewski M. , Pyskir A. , Walczak M. , Araujo M. , Bargassa P. , Silva C. Beirão Da Cruz E , Di Francesco A. , Faccioli P. , Galinhas B. , Gallinaro M. , Hollar J. , Leonardo N. , Seixas J. , Strong G. , Toldaiev O. , Varela J. , Afanasiev S. , Bunin P. , Gavrilenko M. , Golutvin I. , Gorbunov I. , Kamenev A. , Karjavine V. , Lanev A. , Malakhov A. , Matveev V. , Moisenz P. , Palichik V. , Perelygin V. , Shmatov S. , Shulha S. , Skatchkov N. , Smirnov V. , Voytishin N. , Zarubin A. , Golovtsov V. , Ivanov Y. , Kim V. , Kuznetsova E. , Levchenko P. , Murzin V. , Oreshkin V. , Smirnov I. , Sosnov D. , Sulimov V. , Uvarov L. , Vavilov S. , Vorobyev A. , Andreev Yu. , Dermenev A. , Gninenko S. , Golubev N. , Karneyeu A. , Kirsanov M. , Krasnikov N. , Pashenkov A. , Shabanov A. , Tlisov D. , Toropin A. , Epshteyn V. , Gavrilov V. , Lychkovskaya N. , Popov V. , Pozdnyakov I. , Safronov G. , Spiridonov A. , Stepennov A. , Stolin V. , Toms M. , Vlasov E. , Zhokin A. , Aushev T. , Chistov R. , Danilov M. , Philippov D. , Tarkovskii E. , Andreev V. , Azarkin M. , Dremin I. , Kirakosyan M. , Terkulov A. , Baskakov A. , Belyaev A. , Boos E. , Bunichev V. , Dubinin M. , Dudko L. , Ershov A. , Klyukhin V. , Lokhtin I. , Obraztsov S. , Perfilov M. , Savrin V. , Volkov P. , Barnyakov A. , Blinov V. , Dimova T. , Kardapoltsev L. , Skovpen Y. , Azhgirey I. , Bayshev I. , Bitioukov S. , Kachanov V. , Kalinin A. , Konstantinov D. , Mandrik P. , Petrov V. , Ryutin R. , Slabospitskii S. , Sobol A. , Troshin S. , Tyurin N. , Uzunian A. , Volkov A. , Babaev A. , Baidali S. , Iuzhakov A. , Okhotnikov V. , Adzic P. , Cirkovic P. , Devetak D. , Dordevic M. , Milenovic P. , Milosevic J. , Maestre J. Alcaraz , Fernández A. Álvarez , Bachiller I. , Luna M. Barrio , Cifuentes J. A. Brochero , Cerrada M. , Colino N. , Cruz B. De La , Peris A. Delgado , Bedoya C. Fernandez , Ramos J. P. Fernández , Flix J. , Fouz M. C. , Lopez O. Gonzalez , Lopez S. Goy , Hernandez J. M. , Josa M. I. , Moran D. , Yzquierdo A. Pérez-Calero , Pelayo J. Puerta , Redondo I. , Romero L. , Navas S. Sánchez , Soares M. S. , Triossi A. , Albajar C. , de Trocóniz J. F. , Cuevas J. , Erice C. , Menendez J. Fernandez , Folgueras S. , Caballero I. Gonzalez , Fernández J. R. González , Cortezon E. Palencia , Bouza V. Rodríguez , Cruz S. Sanchez , Garcia J. M. Vizan , Cabrillo I. J. , Calderon A. , Quero B. Chazin , Campderros J. Duarte , Fernandez M. , Manteca P. J. Fernández , Alonso A. García , Garcia-Ferrero J. , Gomez G. , Virto A. Lopez , Marco J. , Rivero C. Martinez , del Arbol P. Martinez Ruiz , Matorras F. , Gomez J. Piedra , Prieels C. , Rodrigo T. , Ruiz-Jimeno A. , Scodellaro L. , Trevisani N. , Vila I. , Cortabitarte R. Vilar , Wickramage N. , Abbaneo D. , Akgun B. , Auffray E. , Auzinger G. , Baillon P. , Ball A. H. , Barney D. , Bendavid J. , Bianco M. , Bocci A. , Botta C. , Brondolin E. , Camporesi T. , Cepeda M. , Cerminara G. , Chapon E. , Chen Y. , Cucciati G. , d’Enterria D. , Dabrowski A. , Daci N. , Daponte V. , David A. , De Roeck A. , Deelen N. , Dobson M. , Dünser M. , Dupont N. , Elliott-Peisert A. , Fallavollita F. , Fasanella D. , Franzoni G. , Fulcher J. , Funk W. , Gigi D. , Gilbert A. , Gill K. , Glege F. , Gruchala M. , Guilbaud M. , Gulhan D. , Hegeman J. , Heidegger C. , Iiyama Y. , Innocente V. , Innocenti G. M. , Jafari A. , Janot P. , Karacheban O. , Kieseler J. , Kornmayer A. , Krammer M. , Lange C. , Lecoq P. , Lourenço C. , Malgeri L. , Mannelli M. , Massironi A. , Meijers F. , Merlin J. A. , Mersi S. , Meschi E. , Moortgat F. , Mulders M. , Ngadiuba J. , Nourbakhsh S. , Orfanelli S. , Orsini L. , Pantaleo F. , Pape L. , Perez E. , Peruzzi M. , Petrilli A. , Petrucciani G. , Pfeiffer A. , Pierini M. , Pitters F. M. , Rabady D. , Racz A. , Rovere M. , Sakulin H. , Schäfer C. , Schwick C. , Selvaggi M. , Sharma A. , Silva P. , Sphicas P. , Stakia A. , Steggemann J. , Treille D. , Tsirou A. , Vartak A. , Verzetti M. , Zeuner W. D. , Caminada L. , Deiters K. , Erdmann W. , Horisberger R. , Ingram Q. , Kaestli H. C. , Kotlinski D. , Langenegger U. , Rohe T. , Wiederkehr S. A. , Backhaus M. , Berger P. , Chernyavskaya N. , Dissertori G. , Dittmar M. , Donegà M. , Dorfer C. , Gómez Espinosa T. A. , Grab C. , Hits D. , Klijnsma T. , Lustermann W. , Manzoni R. A. , Marionneau M. , Meinhard M. T. , Micheli F. , Musella P. , Nessi-Tedaldi F. , Pauss F. , Perrin G. , Perrozzi L. , Pigazzini S. , Reichmann M. , Reissel C. , Reitenspiess T. , Ruini D. , Becerra D. A. Sanz , Schönenberger M. , Shchutska L. , Tavolaro V. R. , Theofilatos K. , Olsson M. L. Vesterbacka , Wallny R. , Zhu D. H. , Aarrestad T. K. , Amsler C. , Brzhechko D. , Canelli M. F. , De Cosa A. , Del Burgo R. , Donato S. , Galloni C. , Hreus T. , Kilminster B. , Leontsinis S. , Mikuni V. M. , Neutelings I. , Rauco G. , Robmann P. , Salerno D. , Schweiger K. , Seitz C. , Takahashi Y. , Wertz S. , Zucchetta A. , Doan T. H. , Kuo C. M. , Lin W. , Yu S. S. , Chang P. , Chao Y. , Chen K. F. , Chen P. H. , Hou W.-S. , Liu Y. F. , Lu R.-S. , Paganis E. , Psallidas A. , Steen A. , Asavapibhop B. , Srimanobhas N. , Suwonjandee N. , Bat A. , Boran F. , Cerci S. , Damarseckin S. , Demiroglu Z. S. , Dolek F. , Dozen C. , Dumanoglu I. , Gokbulut G. , Guler EmineGurpinar , Guler Y. , Hos I. , Isik C. , Kangal E. E. , Kara O. , Topaksu A. Kayis , Kiminsu U. , Oglakci M. , Onengut G. , Ozdemir K. , Ozturk S. , Cerci D. Sunar , Tali B. , Tok U. G. , Turkcapar S. , Zorbakir I. S. , Zorbilmez C. , Isildak B. , Karapinar G. , Yalvac M. , Zeyrek M. , Atakisi I. O. , Gülmez E. , Kaya M. , Kaya O. , Özçelik Ö. , Ozkorucuklu S. , Tekten S. , Yetkin E. A. , Cakir A. , Cankocak K. , Komurcu Y. , Sen S. , Grynyov B. , Levchuk L. , Ball F. , Brooke J. J. , Burns D. , Clement E. , Cussans D. , Davignon O. , Flacher H. , Goldstein J. , Heath G. P. , Heath H. F. , Kreczko L. , Newbold D. M. , Paramesvaran S. , Penning B. , Sakuma T. , Smith D. , Smith V. J. , Taylor J. , Titterton A. , Bell K. W. , Belyaev A. , Brew C. , Brown R. M. , Cieri D. , Cockerill D. J. A. , Coughlan J. A. , Harder K. , Harper S. , Linacre J. , Manolopoulos K. , Olaiya E. , Petyt D. , Reis T. , Schuh T. , Shepherd-Themistocleous C. H. , Thea A. , Tomalin I. R. , Williams T. , Womersley W. J. , Bainbridge R. , Bloch P. , Borg J. , Breeze S. , Buchmuller O. , Bundock A. , Colling D. , Dauncey P. , Davies G. , Della Negra M. , Di Maria R. , Everaerts P. , Hall G. , Iles G. , James T. , Komm M. , Laner C. , Lyons L. , Magnan A.-M. , Malik S. , Martelli A. , Milosevic V. , Nash J. , Nikitenko A. , Palladino V. , Pesaresi M. , Raymond D. M. , Richards A. , Rose A. , Scott E. , Seez C. , Shtipliyski A. , Singh G. , Stoye M. , Strebler T. , Summers S. , Tapper A. , Uchida K. , Virdee T. , Wardle N. , Winterbottom D. , Wright J. , Zenz S. C. , Cole J. E. , Hobson P. R. , Khan A. , Kyberd P. , Mackay C. K. , Morton A. , Reid I. D. , Teodorescu L. , Zahid S. , Call K. , Dittmann J. , Hatakeyama K. , Liu H. , Madrid C. , McMaster B. , Pastika N. , Smith C. , Bartek R. , Dominguez A. , Buccilli A. , Charaf O. , Cooper S. I. , Henderson C. , Rumerio P. , West C. , Arcaro D. , Bose T. , Demiragli Z. , Gastler D. , Girgis S. , Pinna D. , Richardson C. , Rohlf J. , Sperka D. , Suarez I. , Sulak L. , Zou D. , Benelli G. , Burkle B. , Coubez X. , Cutts D. , Hadley M. , Hakala J. , Heintz U. , Hogan J. M. , Kwok K. H. M. , Laird E. , Landsberg G. , Lee J. , Mao Z. , Narain M. , Sagir S. , Syarif R. , Usai E. , Yu D. , Band R. , Brainerd C. , Breedon R. , Burns D. , De La Barca Sanchez M. Calderon , Chertok M. , Conway J. , Conway R. , Cox P. T. , Erbacher R. , Flores C. , Funk G. , Ko W. , Kukral O. , Lander R. , Mulhearn M. , Pellett D. , Pilot J. , Shi M. , Stolp D. , Taylor D. , Tos K. , Tripathi M. , Wang Z. , Zhang F. , Bachtis M. , Bravo C. , Cousins R. , Dasgupta A. , Florent A. , Hauser J. , Ignatenko M. , Mccoll N. , Regnard S. , Saltzberg D. , Schnaible C. , Valuev V. , Bouvier E. , Burt K. , Clare R. , Gary J. W. , Shirazi S. M. A. Ghiasi , Hanson G. , Karapostoli G. , Kennedy E. , Long O. R. , Negrete M. Olmedo , Paneva M. I. , Si W. , Wang L. , Wei H. , Wimpenny S. , Yates B. R. , Branson J. G. , Chang P. , Cittolin S. , Derdzinski M. , Gerosa R. , Gilbert D. , Hashemi B. , Holzner A. , Klein D. , Kole G. , Krutelyov V. , Letts J. , Masciovecchio M. , May S. , Olivito D. , Padhi S. , Pieri M. , Sharma V. , Tadel M. , Wood J. , Würthwein F. , Yagil A. , Della Porta G. Zevi , Amin N. , Bhandari R. , Campagnari C. , Citron M. , Dutta V. , Sevilla M. Franco , Gouskos L. , Heller R. , Incandela J. , Mei H. , Ovcharova A. , Qu H. , Richman J. , Stuart D. , Wang S. , Yoo J. , Anderson D. , Bornheim A. , Lawhorn J. M. , Lu N. , Newman H. B. , Nguyen T. Q. , Pata J. , Spiropulu M. , Vlimant J. R. , Wilkinson R. , Xie S. , Zhang Z. , Zhu R. Y. , Andrews M. B. , Ferguson T. , Mudholkar T. , Paulini M. , Sun M. , Vorobiev I. , Weinberg M. , Cumalat J. P. , Ford W. T. , Jensen F. , Johnson A. , MacDonald E. , Mulholland T. , Patel R. , Perloff A. , Stenson K. , Ulmer K. A. , Wagner S. R. , Alexander J. , Chaves J. , Cheng Y. , Chu J. , Datta A. , Mcdermott K. , Mirman N. , Monroy J. , Patterson J. R. , Quach D. , Rinkevicius A. , Ryd A. , Skinnari L. , Soffi L. , Tan S. M. , Tao Z. , Thom J. , Tucker J. , Wittich P. , Zientek M. , Abdullin S. , Albrow M. , Alyari M. , Apollinari G. , Apresyan A. , Apyan A. , Banerjee S. , Bauerdick L. A. T. , Beretvas A. , Berryhill J. , Bhat P. C. , Burkett K. , Butler J. N. , Canepa A. , Cerati G. B. , Cheung H. W. K. , Chlebana F. , Cremonesi M. , Duarte J. , Elvira V. D. , Freeman J. , Gecse Z. , Gottschalk E. , Gray L. , Green D. , Grünendahl S. , Gutsche O. , Hanlon J. , Harris R. M. , Hasegawa S. , Hirschauer J. , Hu Z. , Jayatilaka B. , Jindariani S. , Johnson M. , Joshi U. , Klima B. , Kortelainen M. J. , Kreis B. , Lammel S. , Lincoln D. , Lipton R. , Liu M. , Liu T. , Lykken J. , Maeshima K. , Marraffino J. M. , Mason D. , McBride P. , Merkel P. , Mrenna S. , Nahn S. , O’Dell V. , Pedro K. , Pena C. , Prokofyev O. , Rakness G. , Ravera F. , Reinsvold A. , Ristori L. , Schneider B. , Sexton-Kennedy E. , Soha A. , Spalding W. J. , Spiegel L. , Stoynev S. , Strait J. , Strobbe N. , Taylor L. , Tkaczyk S. , Tran N. V. , Uplegger L. , Vaandering E. W. , Vernieri C. , Verzocchi M. , Vidal R. , Wang M. , Weber H. A. , Acosta D. , Avery P. , Bortignon P. , Bourilkov D. , Brinkerhoff A. , Cadamuro L. , Carnes A. , Curry D. , Field R. D. , Gleyzer S. V. , Joshi B. M. , Konigsberg J. , Korytov A. , Lo K. H. , Ma P. , Matchev K. , Menendez N. , Mitselmakher G. , Rosenzweig D. , Shi K. , Wang J. , Wang S. , Zuo X. , Joshi Y. R. , Linn S. , Adams T. , Askew A. , Hagopian S. , Hagopian V. , Johnson K. F. , Khurana R. , Kolberg T. , Martinez G. , Perry T. , Prosper H. , Saha A. , Schiber C. , Yohay R. , Baarmand M. M. , Bhopatkar V. , Colafranceschi S. , Hohlmann M. , Noonan D. , Rahmani M. , Roy T. , Saunders M. , Yumiceva F. , Adams M. R. , Apanasevich L. , Berry D. , Betts R. R. , Cavanaugh R. , Chen X. , Dittmer S. , Evdokimov O. , Gerber C. E. , Hangal D. A. , Hofman D. J. , Jung K. , Mills C. , Tonjes M. B. , Varelas N. , Wang H. , Wang X. , Wu Z. , Zhang J. , Alhusseini M. , Bilki B. , Clarida W. , Dilsiz K. , Durgut S. , Gandrajula R. P. , Haytmyradov M. , Khristenko V. , Köseyan O. K. , Merlo J.-P. , Mestvirishvili A. , Moeller A. , Nachtman J. , Ogul H. , Onel Y. , Ozok F. , Penzo A. , Snyder C. , Tiras E. , Wetzel J. , Blumenfeld B. , Cocoros A. , Eminizer N. , Fehling D. , Feng L. , Gritsan A. V. , Hung W. T. , Maksimovic P. , Roskes J. , Sarica U. , Swartz M. , Xiao M. , Al-bataineh A. , Baringer P. , Bean A. , Boren S. , Bowen J. , Bylinkin A. , Castle J. , Khalil S. , Kropivnitskaya A. , Majumder D. , Mcbrayer W. , Murray M. , Rogan C. , Sanders S. , Schmitz E. , Takaki J. D. Tapia , Wang Q. , Duric S. , Ivanov A. , Kaadze K. , Kim D. , Maravin Y. , Mendis D. R. , Mitchell T. , Modak A. , Mohammadi A. , Rebassoo F. , Wright D. , Baden A. , Baron O. , Belloni A. , Eno S. C. , Feng Y. , Ferraioli C. , Hadley N. J. , Jabeen S. , Jeng G. Y. , Kellogg R. G. , Kunkle J. , Mignerey A. C. , Nabili S. , Ricci-Tam F. , Seidel M. , Shin Y. H. , Skuja A. , Tonwar S. C. , Wong K. , Abercrombie D. , Allen B. , Azzolini V. , Baty A. , Bi R. , Brandt S. , Busza W. , Cali I. A. , D’Alfonso M. , Ceballos G. Gomez , Goncharov M. , Harris P. , Hsu D. , Hu M. , Klute M. , Kovalskyi D. , Lee Y.-J. , Luckey P. D. , Maier B. , Marini A. C. , Mcginn C. , Mironov C. , Narayanan S. , Niu X. , Paus C. , Rankin D. , Roland C. , Roland G. , Shi Z. , Stephans G. S. F. , Sumorok K. , Tatar K. , Velicanu D. , Wang J. , Wang T. W. , Wyslouch B. , Benvenuti A. C. , Chatterjee R. M. , Evans A. , Hansen P. , Hiltbrand J. , Jain Sh. , Kalafut S. , Krohn M. , Kubota Y. , Lesko Z. , Mans J. , Rusack R. , Wadud M. A. , Acosta J. G. , Oliveros S. , Avdeeva E. , Bloom K. , Claes D. R. , Fangmeier C. , Finco L. , Golf F. , Suarez R. Gonzalez , Kamalieddin R. , Kravchenko I. , Siado J. E. , Snow G. R. , Stieger B. , Godshalk A. , Harrington C. , Iashvili I. , Kharchilava A. , Mclean C. , Nguyen D. , Parker A. , Rappoccio S. , Roozbahani B. , Alverson G. , Barberis E. , Freer C. , Haddad Y. , Hortiangtham A. , Madigan G. , Morse D. M. , Orimoto T. , Tishelman-charny A. , Wamorkar T. , Wang B. , Wisecarver A. , Wood D. , Bhattacharya S. , Bueghly J. , Gunter T. , Hahn K. A. , Odell N. , Schmitt M. H. , Sung K. , Trovato M. , Velasco M. , Bucci R. , Dev N. , Goldouzian R. , Hildreth M. , Anampa K. Hurtado , Jessop C. , Karmgard D. J. , Lannon K. , Li W. , Loukas N. , Marinelli N. , Meng F. , Mueller C. , Musienko Y. , Planer M. , Ruchti R. , Siddireddy P. , Smith G. , Taroni S. , Wayne M. , Wightman A. , Wolf M. , Woodard A. , Alimena J. , Antonelli L. , Bylsma B. , Durkin L. S. , Flowers S. , Francis B. , Hill C. , Ji W. , Lefeld A. , Ling T. Y. , Luo W. , Winer B. L. , Cooperstein S. , Dezoort G. , Elmer P. , Hardenbrook J. , Haubrich N. , Higginbotham S. , Kalogeropoulos A. , Kwan S. , Lange D. , Lucchini M. T. , Luo J. , Marlow D. , Mei K. , Ojalvo I. , Olsen J. , Palmer C. , Piroué P. , Salfeld-Nebgen J. , Stickland D. , Tully C. , Wang Z. , Malik S. , Norberg S. , Barker A. , Barnes V. E. , Das S. , Gutay L. , Jones M. , Jung A. W. , Khatiwada A. , Mahakud B. , Miller D. H. , Negro G. , Neumeister N. , Peng C. C. , Piperov S. , Qiu H. , Schulte J. F. , Sun J. , Wang F. , Xiao R. , Xie W. , Cheng T. , Dolen J. , Parashar N. , Chen Z. , Ecklund K. M. , Freed S. , Geurts F. J. M. , Kilpatrick M. , Kumar Arun , Li W. , Padley B. P. , Roberts J. , Rorie J. , Shi W. , Tu Z. , Zhang A. , Bodek A. , de Barbaro P. , Demina R. , Duh Y. t. , Dulemba J. L. , Fallon C. , Ferbel T. , Galanti M. , Garcia-Bellido A. , Han J. , Hindrichs O. , Khukhunaishvili A. , Ranken E. , Tan P. , Taus R. , Chiarito B. , Chou J. P. , Gershtein Y. , Halkiadakis E. , Hart A. , Heindl M. , Hughes E. , Kaplan S. , Kyriacou S. , Laflotte I. , Lath A. , Montalvo R. , Nash K. , Osherson M. , Saka H. , Salur S. , Schnetzer S. , Sheffield D. , Somalwar S. , Stone R. , Thomas S. , Thomassen P. , Acharya H. , Delannoy A. G. , Heideman J. , Riley G. , Spanier S. , Bouhali O. , Celik A. , Dalchenko M. , De Mattia M. , Delgado A. , Dildick S. , Eusebi R. , Gilmore J. , Huang T. , Kamon T. , Luo S. , Marley D. , Mueller R. , Overton D. , Perniè L. , Rathjens D. , Safonov A. , Akchurin N. , Damgov J. , De Guio F. , Dudero P. R. , Kunori S. , Lamichhane K. , Lee S. W. , Mengke T. , Muthumuni S. , Peltola T. , Undleeb S. , Volobouev I. , Wang Z. , Whitbeck A. , Greene S. , Gurrola A. , Janjam R. , Johns W. , Maguire C. , Melo A. , Ni H. , Padeken K. , Romeo F. , Sheldon P. , Tuo S. , Velkovska J. , Verweij M. , Xu Q. , Arenton M. W. , Barria P. , Cox B. , Hirosky R. , Joyce M. , Ledovskoy A. , Li H. , Neu C. , Wang Y. , Wolfe E. , Xia F. , Harr R. , Karchin P. E. , Poudyal N. , Sturdy J. , Thapa P. , Zaleski S. , Buchanan J. , Caillol C. , Carlsmith D. , Dasu S. , De Bruyn I. , Dodd L. , Gomber B. , Grothe M. , Herndon M. , Hervé A. , Hussain U. , Klabbers P. , Lanaro A. , Long K. , Loveless R. , Ruggles T. , Savin A. , Sharma V. , Smith N. , Smith W. H. , Woods N. ,   CMS Collaboration
Published: September 2020

AbstractNormalised multi-differential cross sections for top quark pair ($$\hbox {t}{\bar{\hbox {t}}}$$tt¯) production are measured in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 13$$\,{\text {TeV}}$$TeV using events containing two oppositely charged leptons. The analysed data were recorded with the CMS detector in 2016 and correspond to an integrated luminosity of $$35.9{\,{\text {fb}}^{-1}} $$35.9fb-1. The double-differential $$\hbox {t}{\bar{\hbox {t}}}$$tt¯ cross section is measured as a function of the kinematic properties of the top quark and of the $$\hbox {t}{\bar{\hbox {t}}}$$tt¯ system at parton level in the full phase space. A triple-differential measurement is performed as a function of the invariant mass and rapidity of the $$\hbox {t}{\bar{\hbox {t}}}$$tt¯ system and the multiplicity of additional jets at particle level. The data are compared to predictions of Monte Carlo event generators that complement next-to-leading-order (NLO) quantum chromodynamics (QCD) calculations with parton showers. Together with a fixed-order NLO QCD calculation, the triple-differential measurement is used to extract values of the strong coupling strength $$\alpha _{S}$$αS and the top quark pole mass ($$m_{{\text {t}}}^{{\text {pole}}}$$mtpole) using several sets of parton distribution functions (PDFs). The measurement of $$m_{{\text {t}}}^{{\text {pole}}}$$mtpole exploits the sensitivity of the $$\hbox {t}{\bar{\hbox {t}}}$$tt¯ invariant mass distribution to $$m_{{\text {t}}}^{{\text {pole}}}$$mtpole near the production threshold. Furthermore, a simultaneous fit of the PDFs, $$\alpha _{S}$$αS, and $$m_{{\text {t}}}^{{\text {pole}}}$$mtpole is performed at NLO, demonstrating that the new data have significant impact on the gluon PDF, and at the same time allow an accurate determination of $$\alpha _{S}$$αS and $$m_{{\text {t}}}^{{\text {pole}}}$$mtpole. The values $$\alpha _{S}(m_{{\text {Z}}}) = 0.1135{}^{+0.0021}_{-0.0017}$$αS(mZ)=0.1135-0.0017+0.0021 and $$m_{{\text {t}}}^{{\text {pole}}} = 170.5 \pm 0.8 \,{\text {GeV}} $$mtpole=170.5±0.8GeV are extracted, which account for experimental and theoretical uncertainties, the latter being estimated from NLO scale variations. Possible effects from Coulomb and soft-gluon resummation near the $$\hbox {t}{\bar{\hbox {t}}}$$tt¯ production threshold are neglected in these parameter extractions. A rough estimate of these effects indicates an expected correction of $$m_{{\text {t}}}^{{\text {pole}}}$$mtpole of the order of $$+1 \,{\text {GeV}} $$+1GeV, which can be regarded as additional theoretical uncertainty in the current $$m_{{\text {t}}}^{{\text {pole}}}$$mtpole extraction.