# Measurement of charged hadron production in $Z$-tagged jets in   proton-proton collisions at $\sqrt{s}=8$ TeV

**Authors:** LHCb Collaboration: R. Aaij, C. Abell\'an Beteta, B. Adeva, M., Adinolfi, C.A. Aidala, Z. Ajaltouni, S. Akar, P. Albicocco, J. Albrecht, F., Alessio, M. Alexander, A. Alfonso Albero, G. Alkhazov, P. Alvarez Cartelle,, A.A. Alves Jr, S. Amato, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, G. Andreassi, M., Andreotti, J.E. Andrews, F. Archilli, J. Arnau Romeu, A. Artamonov, M., Artuso, K. Arzymatov, E. Aslanides, M. Atzeni, B. Audurier, S. Bachmann, J.J., Back, S. Baker, V. Balagura, W. Baldini, A. Baranov, R.J. Barlow, S. Barsuk,, W. Barter, M. Bartolini, F. Baryshnikov, V. Batozskaya, B. Batsukh, A., Battig, V. Battista, A. Bay, F. Bedeschi, I. Bediaga, A. Beiter, L.J. Bel, S., Belin, N. Beliy, V. Bellee, N. Belloli, K. Belous, I. Belyaev, G. Bencivenni,, E. Ben-Haim, S. Benson, S. Beranek, A. Berezhnoy, R. Bernet, D. Berninghoff,, E. Bertholet, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, M.O. Bettler, Ia., Bezshyiko, S. Bhasin, J. Bhom, M.S. Bieker, S. Bifani, P. Billoir, A., Birnkraut, A. Bizzeti, M. Bj{\o}rn, M.P. Blago, T. Blake, F. Blanc, S. Blusk,, D. Bobulska, V. Bocci, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bondar, N. Bondar,, S. Borghi, M. Borisyak, M. Borsato, M. Boubdir, T.J.V. Bowcock, C. Bozzi, S., Braun, M. Brodski, J. Brodzicka, A. Brossa Gonzalo, D. Brundu, E. Buchanan,, A. Buonaura, C. Burr, A. Bursche, J.S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S., Cadeddu, H. Cai, R. Calabrese, S. Cali, R. Calladine, M. Calvi, M. Calvo, Gomez, A. Camboni, P. Campana, D.H. Campora Perez, L. Capriotti, A. Carbone,, G. Carboni, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, K. Carvalho Akiba, G., Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, R. Cenci, M.G. Chapman, M. Charles, Ph., Charpentier, G. Chatzikonstantinidis, M. Chefdeville, V. Chekalina, C. Chen,, S. Chen, S.-G. Chitic, V. Chobanova, M. Chrzaszcz, A. Chubykin, P. Ciambrone,, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, F. Cindolo, P.E.L. Clarke, M. Clemencic, H.V., Cliff, J. Closier, V. Coco, J.A.B. Coelho, J. Cogan, E. Cogneras, L., Cojocariu, P. Collins, T. Colombo, A. Comerma-Montells, A. Contu, G. Coombs,, S. Coquereau, G. Corti, C.M. Costa Sobral, B. Couturier, G.A. Cowan, D.C., Craik, A. Crocombe, M. Cruz Torres, R. Currie, C.L. Da Silva, E. Dall'Occo,, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, A. Danilina, P. d'Argent, A. Davis, O. De Aguiar, Francisco, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, J.M. De Miranda, L. De, Paula, M. De Serio, P. De Simone, J.A. de Vries, C.T. Dean, W. Dean, D., Decamp, L. Del Buono, B. Delaney, H.-P. Dembinski, M. Demmer, A. Dendek, D., Derkach, O. Deschamps, F. Desse, F. Dettori, B. Dey, A. Di Canto, P. Di, Nezza, S. Didenko, H. Dijkstra, F. Dordei, M. Dorigo, A.C. dos Reis, A. Dosil, Su\'arez, L. Douglas, A. Dovbnya, K. Dreimanis, L. Dufour, G. Dujany, P., Durante, J.M. Durham, D. Dutta, R. Dzhelyadin, M. Dziewiecki, A. Dziurda, A., Dzyuba, S. Easo, U. Egede, V. Egorychev, S. Eidelman, S. Eisenhardt, U., Eitschberger, R. Ekelhof, L. Eklund, S. Ely, A. Ene, S. Escher, S. Esen, T., Evans, A. Falabella, C. F\"arber, N. Farley, S. Farry, D. Fazzini, M. F\'eo,, P. Fernandez Declara, A. Fernandez Prieto, F. Ferrari, L. Ferreira Lopes, F., Ferreira Rodrigues, S. Ferreres Sole, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R.A. Fini,, M. Fiorini, M. Firlej, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, M. Fontana,, F. Fontanelli, R. Forty, V. Franco Lima, M. Frank, C. Frei, J. Fu, W. Funk,, E. Gabriel, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gallorini, S. Gambetta, Y. Gan,, M. Gandelman, P. Gandini, Y. Gao, L.M. Garcia Martin, J. Garc\'ia Pardi\~nas,, B. Garcia Plana, J. Garra Tico, L. Garrido, D. Gascon, C. Gaspar, G. Gazzoni,, D. Gerick, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, D. Gerstel, Ph. Ghez, V., Gibson, O.G. Girard, P. Gironella Gironell, L. Giubega, K. Gizdov, V.V., Gligorov, C. G\"obel, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, I.V. Gorelov, C., Gotti, E. Govorkova, J.P. Grabowski, R. Graciani Diaz, L.A. Granado Cardoso,, E. Graug\'es, E. Graverini, G. Graziani, A. Grecu, R. Greim, P. Griffith, L., Grillo, L. Gruber, B.R. Gruberg Cazon, C. Gu, E. Gushchin, A. Guth, Yu. Guz,, T. Gys, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S.C. Haines,, B. Hamilton, Q. Han, X. Han, T.H. Hancock, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew,, T. Harrison, C. Hasse, M. Hatch, J. He, M. Hecker, K. Heinicke, A. Heister,, K. Hennessy, L. Henry, M. He{\ss}, J. Heuel, A. Hicheur, R. Hidalgo Charman,, D. Hill, M. Hilton, P.H. Hopchev, J. Hu, W. Hu, W. Huang, Z.C. Huard, W., Hulsbergen, T. Humair, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, D. Hynds, P. Ibis, M., Idzik, P. Ilten, A. Inglessi, A. Inyakin, K. Ivshin, R. Jacobsson, S., Jakobsen, J. Jalocha, E. Jans, B.K. Jashal, A. Jawahery, F. Jiang, M. John,, D. Johnson, C.R. Jones, C. Joram, B. Jost, N. Jurik, S. Kandybei, M., Karacson, J.M. Kariuki, S. Karodia, N. Kazeev, M. Kecke, F. Keizer, M., Kelsey, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, A. Kharisova, C. Khurewathanakul,, K.E. Kim, T. Kirn, V.S. Kirsebom, S. Klaver, K. Klimaszewski, S. Koliiev, M., Kolpin, R. Kopecna, P. Koppenburg, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, M., Kozeiha, L. Kravchuk, M. Kreps, F. Kress, S. Kretzschmar, P. Krokovny, W., Krupa, W. Krzemien, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, G.J. Kunde,, A.K. Kuonen, T. Kvaratskheliya, D. Lacarrere, G. Lafferty, A. Lai, D., Lancierini, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, C. Lazzeroni, R. Le, Gac, R. Lef\`evre, A. Leflat, F. Lemaitre, O. Leroy, T. Lesiak, B., Leverington, H. Li, P.-R. Li, X. Li, Y. Li, Z. Li, X. Liang, T. Likhomanenko,, R. Lindner, F. Lionetto, V. Lisovskyi, G. Liu, X. Liu, D. Loh, A. Loi, I., Longstaff, J.H. Lopes, G. Loustau, G.H. Lovell, D. Lucchesi, M. Lucio, Martinez, Y. Luo, A. Lupato, E. Luppi, O. Lupton, A. Lusiani, X. Lyu, F., Machefert, F. Maciuc, V. Macko, P. Mackowiak, S. Maddrell-Mander, O. Maev, K., Maguire, D. Maisuzenko, M.W. Majewski, S. Malde, B. Malecki, A. Malinin, T., Maltsev, H. Malygina, G. Manca, G. Mancinelli, D. Marangotto, J. Maratas,, J.F. Marchand, U. Marconi, C. Marin Benito, M. Marinangeli, P. Marino, J., Marks, P.J. Marshall, G. Martellotti, M. Martinelli, D. Martinez Santos, F., Martinez Vidal, A. Massafferri, M. Materok, R. Matev, A. Mathad, Z. Mathe, V., Matiunin, C. Matteuzzi, K.R. Mattioli, A. Mauri, E. Maurice, B. Maurin, M., McCann, A. McNab, R. McNulty, J.V. Mead, B. Meadows, C. Meaux, N. Meinert, D., Melnychuk, M. Merk, A. Merli, E. Michielin, D.A. Milanes, E. Millard, M.-N., Minard, L. Minzoni, D.S. Mitzel, A. M\"odden, A. Mogini, R.D. Moise, T., Momb\"acher, I.A. Monroy, S. Monteil, M. Morandin, G. Morello, M.J. Morello,, J. Moron, A.B. Morris, R. Mountain, H. Mu, F. Muheim, M. Mukherjee, M., Mulder, D. M\"uller, J. M\"uller, K. M\"uller, V. M\"uller, C.H. Murphy, D., Murray, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, A. Nandi, T. Nanut, I. Nasteva, M., Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, R. Newcombe, T.D. Nguyen, C., Nguyen-Mau, S. Nieswand, R. Niet, N. Nikitin, N.S. Nolte, A., Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, S. Ogilvy, D.P. O'Hanlon, R. Oldeman, C.J.G., Onderwater, J. D. Osborn, A. Ossowska, J.M. Otalora Goicochea, T., Ovsiannikova, P. Owen, A. Oyanguren, P.R. Pais, T. Pajero, A. Palano, M., Palutan, G. Panshin, A. Papanestis, M. Pappagallo, L.L. Pappalardo, W., Parker, C. Parkes, G. Passaleva, A. Pastore, M. Patel, C. Patrignani, A., Pearce, A. Pellegrino, G. Penso, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, D. Pereima,, P. Perret, L. Pescatore, K. Petridis, A. Petrolini, A. Petrov, S. Petrucci,, M. Petruzzo, B. Pietrzyk, G. Pietrzyk, M. Pikies, M. Pili, D. Pinci, J., Pinzino, F. Pisani, A. Piucci, V. Placinta, S. Playfer, J. Plews, M. Plo, Casasus, F. Polci, M. Poli Lener, M. Poliakova, A. Poluektov, N. Polukhina,, I. Polyakov, E. Polycarpo, G.J. Pomery, S. Ponce, A. Popov, D. Popov, S., Poslavskii, E. Price, C. Prouve, V. Pugatch, A. Puig Navarro, H. Pullen, G., Punzi, W. Qian, J. Qin, R. Quagliani, B. Quintana, N.V. Raab, B. Rachwal,, J.H. Rademacker, M. Rama, M. Ramos Pernas, M.S. Rangel, F. Ratnikov, G., Raven, M. Ravonel Salzgeber, M. Reboud, F. Redi, S. Reichert, F. Reiss, C., Remon Alepuz, Z. Ren, V. Renaudin, S. Ricciardi, S. Richards, K. Rinnert, P., Robbe, A. Robert, A.B. Rodrigues, E. Rodrigues, J.A. Rodriguez Lopez, M., Roehrken, S. Roiser, A. Rollings, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, J.D. Roth,, M. Rotondo, M.S. Rudolph, T. Ruf, J. Ruiz Vidal, J.J. Saborido Silva, N., Sagidova, B. Saitta, V. Salustino Guimaraes, C. Sanchez Gras, C. Sanchez, Mayordomo, B. Sanmartin Sedes, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M., Santimaria, E. Santovetti, G. Sarpis, A. Sarti, C. Satriano, A. Satta, M., Saur, D. Savrina, S. Schael, M. Schellenberg, M. Schiller, H. Schindler, M., Schmelling, T. Schmelzer, B. Schmidt, O. Schneider, A. Schopper, H.F., Schreiner, M. Schubiger, S. Schulte, M.H. Schune, R. Schwemmer, B. Sciascia,, A. Sciubba, A. Semennikov, E.S. Sepulveda, A. Sergi, N. Serra, J. Serrano, L., Sestini, A. Seuthe, P. Seyfert, M. Shapkin, T. Shears, L. Shekhtman, V., Shevchenko, E. Shmanin, B.G. Siddi, R. Silva Coutinho, L. Silva de Oliveira,, G. Simi, S. Simone, I. Skiba, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M.W. Slater, J.G., Smeaton, E. Smith, I.T. Smith, M. Smith, M. Soares, l. Soares Lavra, M.D., Sokoloff, F.J.P. Soler, B. Souza De Paula, B. Spaan, E. Spadaro Norella, P., Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, P. Stefko, S. Stefkova, O., Steinkamp, S. Stemmle, O. Stenyakin, M. Stepanova, H. Stevens, A. Stocchi, S., Stone, S. Stracka, M.E. Stramaglia, M. Straticiuc, U. Straumann, S. Strokov,, J. Sun, L. Sun, Y. Sun, K. Swientek, A. Szabelski, T. Szumlak, M. Szymanski,, Z. Tang, T. Tekampe, G. Tellarini, F. Teubert, E. Thomas, M.J. Tilley, V., Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, S. Tolk, L. Tomassetti, D. Tonelli, D.Y., Tou, R. Tourinho Jadallah Aoude, E. Tournefier, M. Traill, M.T. Tran, A., Trisovic, A. Tsaregorodtsev, G. Tuci, A. Tully, N. Tuning, A. Ukleja, A., Usachov, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, A. Vagner, V. Vagnoni, A. Valassi, S., Valat, G. Valenti, M. van Beuzekom, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, C.B. Van, Hulse, J. van Tilburg, M. van Veghel, A. Vasiliev, R. Vazquez Gomez, P., Vazquez Regueiro, C. V\'azquez Sierra, S. Vecchi, J.J. Velthuis, M. Veltri,, A. Venkateswaran, M. Vernet, M. Veronesi, M. Vesterinen, J.V. Viana Barbosa,, D. Vieira, M. Vieites Diaz, H. Viemann, X. Vilasis-Cardona, A. Vitkovskiy, M., Vitti, V. Volkov, A. Vollhardt, D. Vom Bruch, B. Voneki, A. Vorobyev, V., Vorobyev, N. Voropaev, R. Waldi, J. Walsh, J. Wang, J. Wang, M. Wang, Y., Wang, Z. Wang, D.R. Ward, H.M. Wark, N.K. Watson, D. Websdale, A. Weiden, C., Weisser, M. Whitehead, G. Wilkinson, M. Wilkinson, I. Williams, M. Williams,, M.R.J. Williams, T. Williams, F.F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki, M. Witek, G., Wormser, S.A. Wotton, K. Wyllie, D. Xiao, Y. Xie, H. Xing, A. Xu, L. Xu, M., Xu, Q. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Yang, Z. Yang, Y. Yao, L.E. Yeomans, H. Yin, J., Yu, X. Yuan, O. Yushchenko, K.A. Zarebski, M. Zavertyaev, M. Zeng, D. Zhang,, L. Zhang, S. Zhang, W.C. Zhang, Y. Zhang, A. Zhelezov, Y. Zheng, X. Zhu, V., Zhukov, J.B. Zonneveld, S. Zucchelli

arXiv: 1904.08878 · 2019-12-11

## TL;DR

This paper presents the first measurement of charged hadron production within $Z$-tagged jets at forward rapidities in proton-proton collisions at 8 TeV, providing new insights into quark versus gluon hadronization.

## Contribution

It introduces the first measurements of jet hadronization at forward rapidities with $Z$ boson association, focusing on light-quark jets and their collimation properties.

## Key findings

- Light-quark jets are more collimated than gluon jets.
- Provides new data on nonperturbative hadronization at forward rapidities.
- First study of $Z$-tagged jets at these kinematic conditions.

## Abstract

The production of charged hadrons within jets recoiling against a $Z$ boson is measured in proton-proton collision data at $\sqrt{s}=8$ TeV recorded by the LHCb experiment. The charged-hadron structure of the jet is studied longitudinally and transverse to the jet axis for jets with transverse momentum $p_{\mathrm{T}}>20$ GeV and in the pseudorapidity range $2.5<\eta<4$. These are the first measurements of jet hadronization at these forward rapidities and also the first where the jet is produced in association with a $Z$ boson. In contrast to previous hadronization measurements at the Large Hadron Collider, which are dominated by gluon jets, these measurements probe predominantly light-quark jets which are found to be more longitudinally and transversely collimated with respect to the jet axis when compared to the previous gluon dominated measurements. Therefore, these results provide valuable information on differences between quarks and gluons regarding nonperturbative hadronization dynamics.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1904.08878/full.md

## Figures

4 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1904.08878/full.md

## References

51 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1904.08878/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1904.08878