title: From luminosity to cross-section measurements
title: Inclusive measurement of the ttbar cross-section using proton-proton collisions at √s =13.6 TeV with the ATLAS detector
titleType: Subtitle
Creators: name: Hügli, Cédrine
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin
Year: 2025
Subjects: subject: Luminosität
subject: Wirkungsquerschnitt
subject: top Quark
subject: LHC
subject: ATLAS
subject: Luminosity
subject: Cross-section
subject: top quark
subject: LHC
subject: ATLAS
subject: 530 Physik

description: Die Messung des inklusiven ttbar-Wirkungsquerschnitts bei 13.6 TeV wird anhand von 29 fb⁻¹ an Daten des ATLAS-Detektors am LHC aus dem Jahr 2022 präsentiert. Für diese Messung sind das Zählen der Ereignisse und die genaue Bestimmung der Luminosität erforderlich, wobei die Luminositätsunsicherheit die größte Unsicherheitsquelle darstellt. Die Luminositätsbestimmung erfolgt nach dem etablierten Verfahren aus Run 2 in drei Schritten: absolute Kalibrierung mit van der Meer Scans, Transfer dieser Kalibrierung auf die physikalischen Datenaufnahmebedingungen und Stabilitätsüberprüfung. Die vorläufige Luminositätsunsicherheit für 2022 beträgt 2.2 %, hauptsächlich bedingt durch den Kalibrierungstransfer und Nicht-Faktorisierbarkeits-Effekte. Der ttbar-Wirkungsquerschnitt wird mit der b-Jet-Zählmethode im Dilepton-Endzustand gemessen und ergibt sigma(ttbar) = 850 ± 3 (stat.) ± 18 (syst.) ± 20 (lumi.) pb, was 1.5 Sigma unter der Standardmodellvorhersage liegt. Das Verhältnis der Z-Produktion zum ttbar-Wirkungsquerschnitt, sensitiv auf das Gluon-zu-Quark-PDF-Verhältnis, beträgt R(ttbar/Z) = 1.145 ± 0.003 (stat.) ± 0.021 (syst.) ± 0.002 (lumi.) und stimmt mit dem Standardmodell überein. Zusätzlich wird das Verhältnis des Wirkungsquerschnitts bei 13.6 TeV zu 13 TeV gemessen: R(13.6/13) = 1.0253 ± 0.0347, 2.4 Sigma von der Vorhersage entfernt. Diese Ergebnisse unterstützen das Standardmodell und unterstreichen die Bedeutung präziser Luminositäts- und Wirkungsquerschnittsmessungen in der Teilchenphysik.
description: The inclusive ttbar cross-section measurement at 13.6 TeV, based on 29 fb⁻¹ of data recorded by ATLAS at the LHC in 2022, is presented. This measurement requires event counting and accurate luminosity determination, with luminosity uncertainty as the largest source of error. The luminosity calibration follows the established Run 2 procedure, involving three stages: absolute calibration via van der Meer scans, calibration transfer from specific scan conditions to physics data-taking conditions, and stability checks. The preliminary luminosity uncertainty for 2022 is 2.2%, mainly due to calibration transfer and non-factorisation effects. The ttbar cross-section is measured using b-jet counting in the dilepton final state, yielding sigma(ttbar) = 850 ± 3 (stat.) ± 18 (syst.) ± 20 (lumi.) pb, which is 1.5 sigma below the Standard Model prediction. The ratio of Z production to the ttbar cross-section, sensitive to the gluon-to-quark PDF ratio, is R(ttbar/Z) = 1.145 ± 0.003 (stat.) ± 0.021 (syst.) ± 0.002 (lumi.), consistent with the Standard Model. Additionally, the cross-section ratio between 13.6 TeV and 13 TeV is R(13.6/13) = 1.0253 ± 0.0347, 2.4 sigma from the predicted value. These results support the Standard Model and emphasize the importance of precise luminosity and cross-section measurements in particle physics.