Multidifferential study of identified charged hadron distributions in Z -tagged jets in proton-proton collisions at s =13 TeV

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

doi:10.1103/PhysRevD.108.L031103

Jet fragmentation functions are measured for the first time in proton-proton collisions for charged pions, kaons, and protons within jets recoiling against a Z boson. The charged-hadron distributions are studied longitudinally and transversely to the jet direction for jets with transverse momentum 20<100 GeV and in the pseudorapidity range 2.5<η<4. The data sample was collected with the LHCb experiment at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 1.64 fb-1. Triple differential distributions as a function of the hadron longitudinal momentum fraction, hadron transverse momentum, and jet transverse momentum are also measured for the first time. This helps constrain transverse-momentum-dependent fragmentation functions. Differences in the shapes and magnitudes of the measured distributions for the different hadron species provide insights into the hadronization process for jets predominantly initiated by light quarks.