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Title: Observation of top-quark pair production in association with a photon and measurement of the t t ¯ γ production cross section in p p collisions at s = 7 TeV using the ATLAS detector

Journal Article · · Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
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A search is performed for top-quark pairs (tt¯) produced together with a photon (γ) with transverse energy greater than 20 GeV using a sample of tt¯ candidate events in final states with jets, missing transverse momentum, and one isolated electron or muon. The data set used corresponds to an integrated luminosity of 4.59 fb-1 of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 7 TeV recorded by the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider. In total, 140 and 222 tt¯γ candidate events are observed in the electron and muon channels, to be compared to the expectation of 79±26 and 120±39 non-tt¯γ background events, respectively. The production of tt¯γ events is observed with a significance of 5.3 standard deviations away from the null hypothesis. The tt¯γ production cross section times the branching ratio (BR) of the single-lepton decay channel is measured in a fiducial kinematic region within the ATLAS acceptance. The measured value is σtt¯γfid×BR=63±8(stat)-13+17(syst)±1(lumi) fb per lepton flavor, in good agreement with the leading-order theoretical calculation normalized to the next-to-leading-order theoretical prediction of 48±10 fb.

Research Organization:
SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC03-76SF00515; AC02-05CH11231
OSTI ID:
1182808
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1221154; OSTI ID: 1407345
Journal Information:
Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, Journal Name: Physical Review. D, Particles, Fields, Gravitation and Cosmology Vol. 91 Journal Issue: 7; ISSN 1550-7998
Publisher:
American Physical SocietyCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 12 works
Citation information provided by
Web of Science

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