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Title: Observation of Higgs boson production in association with a top quark pair at the LHC with the ATLAS detector

Journal Article · · Physics Letters. B
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The observation of Higgs boson production in association with a top quark pair ($$t\bar{t}H$$), based on the analysis of proton-proton collision data at a centre-of-mass energy of 13 TeV recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider, is presented. Using data corresponding to integrated luminosities of up to 79.8 fb-1, and considering Higgs boson decays into $$b\bar{b}$$, WW*, τ+τ-, γγ, and ZZ*, the observed significance is 5.8 standard deviations, compared to an expectation of 4.9 standard deviations. Combined with the $$t\bar{t}H$$ searches using a dataset corresponding to integrated luminosities of 4.5 fb-1 at 7 TeV and 20.3 fb-1 at 8 TeV, the observed (expected) significance is 6.3 (5.1) standard deviations. Assuming Standard Model branching fractions, the total $$t\bar{t}H$$ production cross section at 13 TeV is measured to be 670 ± 90 (stat.)$$^{+110}_{-100}$$ (syst.) fb, in agreement with the Standard Model prediction.

Research Organization:
Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
DOE Contract Number:
SC0012704
OSTI ID:
1499456
Report Number(s):
BNL-209274-2018-JACI
Journal Information:
Physics Letters. B, Vol. 784, Issue C; ISSN 0370-2693
Publisher:
Elsevier
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (17)

Search for the Standard Model Higgs boson produced in association with top quarks and decaying into $$\varvec{b\bar{b}}$$ b b ¯ in $$\varvec{pp}$$ p p collisions at $$\sqrt{\mathbf{s}}= \varvec{8{{\,\mathrm TeV}}}$$ s = 8 T e V with the ATLAS detector journal July 2015
Evidence for the Higgs boson decay to a bottom quark–antiquark pair journal May 2018
Measurements of fiducial cross-sections for $$t\bar{t}$$ t t ¯ production with one or two additional b-jets in pp collisions at $$\sqrt{s}$$ s =8 TeV using the ATLAS detector journal January 2016
QCD NLO and EW NLO corrections to t t ¯ H production with top quark decays at hadron collider journal November 2014
Associated production of heavy Higgs boson with top quarks journal December 1984
Higgs-boson production at large transverse momentum in quantum chromodynamics journal February 1979
Observation of the Higgs boson decay to a pair of τ leptons with the CMS detector journal April 2018
A brief introduction to PYTHIA 8.1 journal June 2008
Search for H γ γ produced in association with top quarks and constraints on the Yukawa coupling between the top quark and the Higgs boson using data taken at 7 TeV and 8 TeV with the ATLAS detector journal January 2015
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Search for the associated production of the Higgs boson with a top quark pair in multilepton final states with the ATLAS detector journal October 2015
Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC journal September 2012
Herwig++ physics and manual journal November 2008
Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC journal September 2012
Luminosity determination in pp collisions at $$\sqrt{s}$$ s = 8 TeV using the ATLAS detector at the LHC journal November 2016
HW/HZ + 0 and 1 jet at NLO with the POWHEG BOX interfaced to GoSam and their merging within MiNLO text January 2013
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Cited By (39)

Das Higgs‐Teilchen unter der Lupe: Der Kenntnisstand beim Higgs‐Boson und weitere Forschungsziele journal July 2019
Probing the scalar potential via double Higgs boson production at hadron colliders journal April 2019
Search for charged Higgs bosons decaying into top and bottom quarks at s = 13 $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV with the ATLAS detector journal November 2018
The LHC Drell–Yan measurements as a constraint for the noncommutative space-time journal August 2019
Precision Higgs physics at the CEPC journal April 2019
Excited heavy quarkonium production in Higgs boson decays journal September 2019
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Revisiting the t t ¯ h h channel at the FCC-hh journal October 2019
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Natural stabilization of the Higgs boson’s mass and alignment journal March 2019
Search for associated production of a Higgs boson and a single top quark in proton-proton collisions at s = 13 TeV journal May 2019
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Looking for nonperturbative effects of the electroweak interaction at the LHC journal March 2019
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Observation of Higgs Boson Decay to Bottom Quarks text January 2018
Search for associated production of a Higgs boson and a single top quark in proton-proton collisions at $\sqrt{s} =$  TeV text January 2019
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Probing the scalar potential via double Higgs boson production at hadron colliders text January 2018
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Application of quantum machine learning using the quantum variational classifier method to high energy physics analysis at the LHC on IBM quantum computer simulator and hardware with 10 qubits journal July 2021
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