Measurements of Groomed-Jet Substructure of Charm Jets Tagged by D0 Mesons in Proton-Proton Collisions at s =13 TeV

Acharya, S.; Adamová, D.; Adler, A.; Aglieri Rinella, G.; Agnello, M.; Agrawal, N.; Ahammed, Z.; Ahmad, S.; Ahn, S. U.; Ahuja, I.; Akindinov, A.; Al-Turany, M.; Aleksandrov, D.; Alessandro, B.; Alfanda, H. M.; Alfaro Molina, R.; Ali, B.; Alici, A.; Alizadehvandchali, N.; Alkin, A.; Alme, J.; Alocco, G.; Alt, T.; Altsybeev, I.; Anaam, M. N.; Andrei, C.; Andronic, A.; Anguelov, V.; Antinori, F.; Antonioli, P.; Apadula, N.; Aphecetche, L.; Appelshäuser, H.; Arata, C.; Arcelli, S.; Aresti, M.; Arnaldi, R.; Arneiro, J. G. M. C. A.; Arsene, I. C.; Arslandok, M.; Augustinus, A.; Averbeck, R.; Azmi, M. D.; Badal`a, A.; Bae, J.; Baek, Y. W.; Bai, X.; Bailhache, R.; Bailung, Y.; Balbino, A.; Baldisseri, A.; Balis, B.; Banerjee, D.; Banoo, Z.; Barbera, R.; Barile, F.; Barioglio, L.; Barlou, M.; Barnaföldi, G. G.; Barnby, L. S.; Barret, V.; Barreto, L.; Bartels, C.; Barth, K.; Bartsch, E.; Bastid, N.; Basu, S.; Batigne, G.; Battistini, D.; Batyunya, B.; Bauri, D.; Bazo Alba, J. L.; Bearden, I. G.; Beattie, C.; Becht, P.; Behera, D.; Belikov, I.; Bell Hechavarria, A. D. C.; Bellini, F.; Bellwied, R.; Belokurova, S.; Bencedi, G.; Beole, S.; Bercuci, A.; Berdnikov, Y.; Berdnikova, A.; Bergmann, L.; Besoiu, M. G.; Betev, L.; Bhaduri, P. P.; Bhasin, A.; Bhat, M. A.; Bhattacharjee, B.; Bianchi, L.; Bianchi, N.; Bielčík, J.; Bielčíková, J.; Biernat, J.; Bigot, A. P.; Bilandzic, A.; Biro, G.; Biswas, S.; A,; Bize, b N.; Blair, J. T.; Blau, D.; Blidaru, M. B.; Bluhme, N.; Blume, C.; Boca, G.; Bock, F.; Bodova, T.; Bogdanov, A.; Boi, S.; Bok, J.; Boldizsár, L.; Bombara, M.; Bond, P. M.; Bonomi, G.; Borel, H.; Borissov, A.; Borquez Carcamo, A. G.; Bossi, H.; Botta, E.; Bouziani, Y. E. M.; Bratrud, L.; Braun-Munzinger, P.; Bregant, M.; Broz, M.; Bruno, G. E.; Buckland, M. D.; Budnikov, D.; Buesching, H.; Bufalino, S.; Buhler, P.; Buthelezi, Z.; Bylinkin, A.; Bysiak, S. A.; Cai, M.; Caines, H.; Caliva, A.; Calvo Villar, E.; Camacho, J. M. M.; Camerini, P.; A,; Canedo, b F. D. M.; Carabas, M.; Carballo, A. A.; Carnesecchi, F.; Caron, R.; Carvalho, L. A. D.; Castillo Castellanos, J.; Catalano, F.; Ceballos Sanchez, C.; Chakaberia, I.; Chakraborty, P.; Chandra, S.; Chapeland, S.; Chartier, M.; Chattopadhyay, S.; Chattopadhyay, S.; Chavez, T. G.; Cheng, T.; Cheshkov, C.; Cheynis, B.; Chibante Barroso, V.; Chinellato, D. D.; Chizzali, E. S.; Cho, ‡ J.; Cho, S.; Chochula, P.; Christakoglou, P.; Christensen, C. H.; Christiansen, P.; Chujo, T.; Ciacco, M.; Cicalo, C.; Cindolo, F.; Ciupek, M. R.; Clai, G.; Colamaria, § F.; Colburn, J. S.; Colella, D.; B, A; Colocci, M.; A,; Conesa Balbastre, b G.; Conesa del Valle, Z.; Contin, G.; A,; Contreras, b J. G.; Coquet, M. L.; Cormier, T. M.; Cortese, † P.; Cosentino, M. R.; Costa, F.; Costanza, S.; Cot, C.; Crkovská, J.; Crochet, P.; Cruz-Torres, R.; Cui, P.; Dainese, A.; Danisch, M. C.; Danu, A.; Das, P.; Das, P.; Das, S.; Dash, A. R.; Dash, S.; De Caro, A.; de Cataldo, G.; de Cuveland, J.; De Falco, A.; De Gruttola, D.; De Marco, N.; De Martin, C.; De Pasquale, S.; Deb, R.; Deb, S.; Deja, K. R.; Del Grande, R.; Dello Stritto, L.; A,; Deng, b W.; Dhankher, P.; Di Bari, D.; Di Mauro, A.; Diab, B.; Diaz, R. A.; Dietel, T.; Ding, Y.; Divi`a, R.; Dixit, D. U.; Djuvsland, Ø.; Dmitrieva, U.; Dobrin, A.; Dönigus, B.; Dubinski, J. M.; Dubla, A.; Dudi, S.; Dupieux, P.; Durkac, M.; Dzalaiova, N.; Eder, T. M.; Ehlers, R. J.; Eisenhut, F.; Elia, D.; Erazmus, B.; Ercolessi, F.; A,; Erhardt, b F.; Ersdal, M. R.; Espagnon, B.; Eulisse, G.; Evans, D.; Evdokimov, S.; Fabbietti, L.; Faggin, M.; A,; Faivre, b J.; Fan, F.; Fan, W.; Fantoni, A.; Fasel, M.; Fecchio, P.; Feliciello, A.; Feofilov, G.; Fernández T´ellez, A.; Ferrandi, L.; Ferrer, M. B.; Ferrero, A.; Ferrero, C.; Ferretti, A.; Feuillard, V. J. G.; Filova, V.; Finogeev, D.; Fionda, F. M.; Flor, F.; Flores, A. N.; Foertsch, S.; Fokin, I.; Fokin, S.; Fragiacomo, E.; Frajna, E.; Fuchs, U.; Funicello, N.; Furget, C.; Furs, A.; Fusayasu, T.; Gaardhøje, J. J.; Gagliardi, M.; Gago, A. M.; Galvan, C. D.; Gangadharan, D. R.; Ganoti, P.; Garabatos, C.; Garcia, J. R. A.; Garcia-Solis, E.; Gargiulo, C.; Garner, K.; Gasik, P.; Gautam, A.; Gay Ducati, M. B.; Germain, M.; Ghimouz, A.; Ghosh, C.; Giacalone, M.; Giubellino, P.; Giubilato, P.; Glaenzer, A. M. C.; Glässel, P.; Glimos, E.; Goh, D. J. Q.; Gonzalez, V.; Gorgon, M.; Goswami, K.; Gotovac, S.; Grabski, V.; Graczykowski, L. K.; Grecka, E.; Grelli, A.; Grigoras, C.; Grigoriev, V.; Grigoryan, S.; Grosa, F.; Grosse-Oetringhaus, J. F.; Grosso, R.; Grund, D.; Guardiano, G. G.; Guernane, R.; Guilbaud, M.; Gulbrandsen, K.; Gundem, T.; Gunji, T.; Guo, W.; Gupta, A.; Gupta, R.; Gupta, R.; Guzman, S. P.; Gwizdziel, K.; Gyulai, L.; Habib, M. K.; Hadjidakis, C.; Haider, F. U.; Hamagaki, H.; Hamdi, A.; Hamid, M.; Han, Y.; Hanley, B. G.; Hannigan, R.; Hansen, J.; Haque, M. R.; Harris, J. W.; Harton, A.; Hassan, H.; Hatzifotiadou, D.; Hauer, P.; Havener, L. B.; Heckel, S. T.; Hellbär, E.; Helstrup, H.; Hemmer, M.; Herman, T.; Herrera Corral, G.; Herrmann, F.; Herrmann, S.; Hetland, K. F.; Heybeck, B.; Hillemanns, H.; Hippolyte, B.; Hoffmann, F. W.; Hofman, B.; Hohlweger, B.; Hong, G. H.; Horst, M.; Horzyk, A.; Hou, Y.; Hristov, P.; Hughes, C.; Huhn, P.; Huhta, L. M.; Humanic, T. J.; Hutson, A.; Hutter, D.; Ilkaev, R.; Ilyas, H.; Inaba, M.; Innocenti, G. M.; Ippolitov, M.; Isakov, A.; Isidori, T.; Islam, M. S.; Ivanov, M.; Ivanov, M.; Ivanov, V.; Iversen, K. E.; Jablonski, M.; Jacak, B.; Jacazio, N.; Jacobs, P. M.; Jadlovska, S.; Jadlovsky, J.; Jaelani, S.; Jahnke, C.; Jakubowska, M. J.; Janik, M. A.; Janson, T.; Jercic, M.; Ji, S.; Jia, S.; Jimenez, A. A. P.; Jonas, F.; Jowett, J. M.; Jung, J.; Jung, M.; Junique, A.; Jusko, A.; Kabus, M. J.; Kaewjai, J.; Kalinak, P.; Kalteyer, A. S.; Kalweit, A.; Kaplin, V.; Karasu Uysal, A.; Karatovic, D.; Karavichev, O.; Karavicheva, T.; Karczmarczyk, P.; Karpechev, E.; Kebschull, U.; Keidel, R.; Keijdener, D. L. D.; Keil, M.; Ketzer, B.; Khade, S. S.; Khan, A. M.; Khan, S.; Khanzadeev, A.; Kharlov, Y.; Khatun, A.; Khuntia, A.; Kidson, M. B.; Kileng, B.; Kim, B.; Kim, C.; Kim, D. J.; Kim, E. J.; Kim, J.; Kim, J. S.; Kim, J.; Kim, J.; Kim, M.; Kim, S.; Kim, T.; Kimura, K.; Kirsch, S.; Kisel, I.; Kiselev, S.; Kisiel, A.; Kitowski, J. P.; Klay, J. L.; Klein, J.; Klein, S.; Klein-Bösing, C.; Kleiner, M.; Klemenz, T.; Kluge, A.; Knospe, A. G.; Kobdaj, C.; Kollegger, T.; Kondratyev, A.; Kondratyeva, N.; Kondratyuk, E.; Konig, J.; Konigstorfer, S. A.; Konopka, P. J.; Kornakov, G.; Koryciak, S. D.; Kotliarov, A.; Kovalenko, V.; Kowalski, M.; Kozhuharov, V.; Králik, I.; Kravčáková, A.; Krcal, L.; Krivda, M.; Krizek, F.; Krizkova Gajdosova, K.; Kroesen, M.; Krüger, M.; Krupova, D. M.; Kryshen, E.; Kučera, V.; Kuhn, C.; Kuijer, P. G.; Kumaoka, T.; Kumar, D.; Kumar, L.; Kumar, N.; Kumar, S.; Kundu, S.; Kurashvili, P.; Kurepin, A.; Kurepin, A. B.; Kuryakin, A.; Kushpil, S.; Kvapil, J.; Kweon, M. J.; Kwon, Y.; La Pointe, S. L.; La Rocca, P.; Lakrathok, A.; Lamanna, M.; Langoy, R.; Larionov, P.; Laudi, E.; Lautner, L.; Lavicka, R.; Lea, R.; Lee, H.; Legrand, I.; Legras, G.; Lehrbach, J.; Lelek, T. M.; Lemmon, R. C.; León Monzón, I.; Lesch, M. M.; Lesser, E. D.; L´evai, P.; Li, X.; X. L., Li; Lien, J.; Lietava, R.; Likmeta, I.; Lim, B.; Lim, S. H.; Lindenstruth, V.; Lindner, A.; Lippmann, C.; Liu, A.; Liu, D. H.; Liu, J.; Liveraro, G. S. S.; Lofnes, I. M.; Loizides, C.; Lokos, S.; Lomker, J.; Loncar, P.; Lopez, J. A.; Lopez, X.; López Torres, E.; Lu, P.; Luhder, J. R.; Lunardon, M.; Luparello, G.; Y. G., Ma; Mager, M.; Maire, A.; Makariev, M. V.; Malaev, M.; Malfattore, G.; Malik, N. M.; Malik, Q. W.; Malik, S. K.; Malinina, L.; Mallick, D.; Mallick, N.; Mandaglio, G.; Mandal, S. K.; Manko, V.; Manso, F.; Manzari, V.; Mao, Y.; Marcjan, R. W.; Margagliotti, G. V.; Margotti, A.; Marín, A.; Markert, C.; Martinengo, P.; Martínez, M. I.; Martínez García, G.; Martins, M. P. P.; Masciocchi, S.; Masera, M.; A,; Masoni, b A.; Massacrier, L.; Mastroserio, A.; Matonoha, O.; Mattiazzo, S.; Matuoka, P. F. T.; Matyja, A.; Mayer, C.; Mazuecos, A. L.; Mazzaschi, F.; A,; Mazzilli, b M.; Mdhluli, J. E.; Mechler, A. F.; Melikyan, Y.; Menchaca-Rocha, A.; Meninno, E.; Menon, A. S.; Meres, M.; Mhlanga, S.; Miake, Y.; Micheletti, L.; Migliorin, L. C.; Mihaylov, D. L.; Mikhaylov, K.; Mishra, A. N.; Miśkowiec, D.; Modak, A.; Mohanty, A. P.; Mohanty, B.; Mohisin Khan, M.; Molander, ∥ M. A.; Moravcova, Z.; Mordasini, C.; Moreira De Godoy, D. A.; Morozov, I.; Morsch, A.; Mrnjavac, T.; Muccifora, V.; Muhuri, S.; Mulligan, J. D.; Mulliri, A.; Munhoz, M. G.; Munzer, R. H.; Murakami, H.; Murray, S.; Musa, L.; Musinsky, J.; Myrcha, J. W.; Naik, B.; Nambrath, A. I.; Nandi, B. K.; Nania, R.; Nappi, E.; Nassirpour, A. F.; Nath, A.; Nattrass, C.; Naydenov, M. N.; Neagu, A.; Negru, A.; Nellen, L.; Neskovic, G.; Nielsen, B. S.; Nielsen, E. G.; Nikolaev, S.; Nikulin, S.; Nikulin, V.; Noferini, F.; Noh, S.; Nomokonov, P.; Norman, J.; Novitzky, N.; Nowakowski, P.; Nyanin, A.; Nystrand, J.; Ogino, M.; Ohlson, A.; Okorokov, V. A.; Oleniacz, J.; Oliveira Da Silva, A. C.; Oliver, M. H.; Onnerstad, A.; Oppedisano, C.; Ortiz Velasquez, A.; Otwinowski, J.; Oya, M.; Oyama, K.; Pachmayer, Y.; Padhan, S.; Pagano, D.; Paić, G.; Palasciano, A.; Panebianco, S.; Park, H.; Park, H.; Park, J.; Parkkila, J. E.; Patra, R. N.; Paul, B.; Pei, H.; Peitzmann, T.; Peng, X.; Pennisi, M.; A,; Peresunko, b D.; Perez, G. M.; Perrin, S.; Pestov, Y.; Petrov, V.; Petrovici, M.; Pezzi, R. P.; Piano, S.; Pikna, M.; Pillot, P.; Pinazza, O.; Pinsky, L.; Pinto, C.; Pisano, S.; Płoskoń, M.; Planinic, M.; Pliquett, F.; Poghosyan, M. G.; Polichtchouk, B.; Politano, S.; Poljak, N.; Pop, A.; Porteboeuf-Houssais, S.; Pozdniakov, V.; Pozos, I. Y.; Pradhan, K. K.; Prasad, S. K.; Prasad, S.; Preghenella, R.; Prino, F.; Pruneau, C. A.; Pshenichnov, I.; Puccio, M.; Pucillo, S.; Pugelova, Z.; Qiu, S.; Quaglia, L.; Quishpe, R. E.; Ragoni, S.; Rakotozafindrabe, A.; Ramello, L.; Rami, F.; Ramirez, S. A. R.; Rancien, T. A.; Rasa, M.; Räsänen, S. S.; Rath, R.; Rauch, M. P.; Ravasenga, I.; Read, K. F.; Reckziegel, C.; Redelbach, A. R.; Redlich, K.; Reetz, ¶ C. A.; Rehman, A.; Reidt, F.; Reme-Ness, H. A.; Rescakova, Z.; Reygers, K.; Riabov, A.; Riabov, V.; Ricci, R.; Richter, M.; Riedel, A. A.; Riegler, W.; Ristea, C.; Rodriguez, M. V.; Rodríguez Cahuantzi, M.; Røed, K.; Rogalev, R.; Rogochaya, E.; Rogoschinski, T. S.; Rohr, D.; Röhrich, D.; Rojas, P. F.; Rojas Torres, S.; Rokita, P. S.; Romanenko, G.; Ronchetti, F.; Rosano, A.; Rosas, E. D.; Roslon, K.; Rossi, A.; Roy, A.; Roy, S.; Rubini, N.; Rueda, O. V.; Ruggiano, D.; Rui, R.; Russek, P. G.; Russo, R.; Rustamov, A.; Ryabinkin, E.; Ryabov, Y.; Rybicki, A.; Rytkonen, H.; Ryu, J.; Rzesa, W.; Saarimaki, O. A. M.; Sadek, R.; Sadhu, S.; Sadovsky, S.; Saetre, J.; Šafaˇrík, K.; Saha, P.; Saha, S. K.; Saha, S.; Sahoo, B.; Sahoo, B.; Sahoo, R.; Sahoo, S.; Sahu, D.; Sahu, P. K.; Saini, J.; Sajdakova, K.; Sakai, S.; Salvan, M. P.; Sambyal, S.; Sanna, I.; Saramela, T. B.; Sarkar, D.; Sarkar, N.; Sarma, P.; Sarritzu, V.; A,; Sarti, b V. M.; Sas, M. H. P.; Schambach, J.; Scheid, H. S.; Schiaua, C.; Schicker, R.; Schmah, A.; Schmidt, C.; Schmidt, H. R.; Schmidt, M. O.; Schmidt, M.; Schmidt, N. V.; Schmier, A. R.; Schotter, R.; Schröter, A.; Schukraft, J.; Schwarz, K.; Schweda, K.; Scioli, G.; Scomparin, E.; Seger, J. E.; Sekiguchi, Y.; Sekihata, D.; Selyuzhenkov, I.; Senyukov, S.; Seo, J. J.; Serebryakov, D.; Šerkšnytė, L.; Sevcenco, A.; Shaba, T. J.; Shabetai, A.; Shahoyan, R.; Shangaraev, A.; Sharma, A.; Sharma, B.; Sharma, D.; Sharma, H.; Sharma, M.; Sharma, S.; Sharma, S.; Sharma, U.; Shatat, A.; Sheibani, O.; Shigaki, K.; Shimomura, M.; Shin, J.; Shirinkin, S.; Shou, Q.; Sibiriak, Y.; Siddhanta, S.; Siemiarczuk, T.; Silva, T. F.; Silvermyr, D.; Simantathammakul, T.; Simeonov, R.; Singh, B.; Singh, B.; Singh, K.; Singh, R.; Singh, R.; Singh, R.; Singh, S.; Singh, V. K.; Singhal, V.; Sinha, T.; Sitar, B.; Sitta, M.; Skaali, T. B.; Skorodumovs, G.; Slupecki, M.; Smirnov, N.; Snellings, R. J. M.; Solheim, E. H.; Song, J.; Songmoolnak, A.; Sonnabend, C.; Soramel, F.; A,; Soto-hernandez, b A. B.; Spijkers, R.; Sputowska, I.; Staa, J.; Stachel, J.; Stan, I.; Steffanic, P. J.; Stiefelmaier, S. F.; Stocco, D.; Storehaug, I.; Stratmann, P.; Strazzi, S.; Stylianidis, C. P.; Suaide, A. A. P.; Suire, C.; Sukhanov, M.; Suljic, M.; Sultanov, R.; Sumberia, V.; Sumowidagdo, S.; Swain, S.; Szarka, I.; Szymkowski, M.; Taghavi, S. F.; Taillepied, G.; Takahashi, J.; Tambave, G. J.; Tang, S.; Tang, Z.; Tapia Takaki, J. D.; Tapus, N.; Tarasovicova, L. A.; Tarzila, M. G.; Tassielli, G. F.; Tauro, A.; Tejeda Muñoz, G.; Telesca, A.; Terlizzi, L.; Terrevoli, C.; Thakur, S.; Thomas, D.; Tikhonov, A.; Timmins, A. R.; Tkacik, M.; Tkacik, T.; Toia, A.; Tokumoto, R.; Topilskaya, N.; Toppi, M.; Tork, T.; Torres Ramos, A. G.; A,; Trifiró, b A.; Triolo, A. S.; Tripathy, S.; Tripathy, T.; Trogolo, S.; Trubnikov, V.; Trzaska, W. H.; Trzcinski, T. P.; Tumkin, A.; Turrisi, R.; Tveter, T. S.; Ullaland, K.; Ulukutlu, B.; Uras, A.; Urioni, M.; Usai, G. L.; A,; Vala, b M.; Valle, N.; van Doremalen, L. V. R.; van Leeuwen, M.; van Veen, C. A.; van Weelden, R. J. G.; Vande Vyvre, P.; Varga, D.; Varga, Z.; Vasileiou, M.; Vasiliev, A.; Vázquez Doce, O.; Vechernin, V.; Vercellin, E.; Vergara Limón, S.; Vermunt, L.; V´ertesi, R.; Verweij, M.; Vickovic, L.; Vilakazi, Z.; Villalobos Baillie, O.; Villani, A.; Vino, G.; Vinogradov, A.; Virgili, T.; Virta, M. M. O.; Vislavicius, V.; Vodopyanov, A.; Volkel, B.; Völkl, M. A.; Voloshin, K.; Voloshin, S. A.; Volpe, G.; von Haller, B.; Vorobyev, I.; Vozniuk, N.; Vrláková, J.; Wan, J.; Wang, C.; Wang, D.; Wang, Y.; Wegrzynek, A.; Weiglhofer, F. T.; Wenzel, S. C.; Wessels, J. P.; Weyhmiller, S. L.; Wiechula, J.; Wikne, J.; Wilk, G.; Wilkinson, J.; Willems, G. A.; Windelband, B.; Winn, M.; Wright, J. R.; Wu, W.; Wu, Y.; Xu, R.; Yadav, A.; Yadav, A. K.; Yalcin, S.; Yamaguchi, Y.; Yang, S.; Yano, S.; Yin, Z.; Yoo, I. -K.; Yoon, J. H.; Yu, H.; Yuan, S.; Yuncu, A.; Zaccolo, V.; Zampolli, C.; Zanone, F.; Zardoshti, N.; Zarochentsev, A.; Závada, P.; Zaviyalov, N.; Zhalov, M.; Zhang, B.; Zhang, L.; Zhang, S.; Zhang, X.; Zhang, Y.; Zhang, Z.; Zhao, M.; Zherebchevskii, V.; Zhi, Y.; Zhou, D.; Zhou, Y.; Zhu, J.; Zhu, Y.; Zugravel, S. C.; Zurlo, N.

doi:10.1103/PhysRevLett.131.192301

Understanding the role of parton mass and Casimir color factors in the quantum chromodynamics parton shower represents an important step in characterizing the emission properties of heavy quarks. Recent experimental advances in jet substructure techniques have provided the opportunity to isolate and characterize gluon emissions from heavy quarks. In this Letter, the first direct experimental constraint on the charm-quark splitting function is presented, obtained via the measurement of the groomed shared momentum fraction of the first splitting in charm jets, tagged by a reconstructed D0 meson. The measurement is made in proton-proton collisions at √s=13 TeV, in the low jet transverse-momentum interval of 15≤pjet chT<30 GeV/c where the emission properties are sensitive to parton mass effects. In addition, the opening angle of the first perturbative emission of the charm quark, as well as the number of perturbative emissions it undergoes, is reported. Comparisons to measurements of an inclusive-jet sample show a steeper splitting function for charm quarks compared with gluons and light quarks. Charm quarks also undergo fewer perturbative emissions in the parton shower, with a reduced probability of large-angle emissions.