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U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Search for pair production of vector-like top quarks in events with one lepton, jets, and missing transverse momentum in $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV $pp$ collisions with the ATLAS detector

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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The results of a search for vector-like top quarks using events with exactly one lepton, at least four jets, and large missing transverse momentum are reported. The search is optimised for pair production of vector-like top quarks in the Z(→vv) t + X decay channel. LHC pp collision data at a centre-of-mass energy of √s=13 TeV recorded by the ATLAS detector in 2015 and 2016 are used, corresponding to an integrated luminosity of 36.1 fb-1 . No significant excess over the Standard Model expectation is seen and upper limits on the production cross-section of a vector-like T quark pair as a function of the T quark mass are derived. The observed (expected) 95% CL lower limits on the T mass are 870 GeV (890 GeV) for the weak-isospin singlet model, 1.05 TeV (1.06 TeV) for the weak-isospin doublet model and 1.16 TeV (1.17 TeV) for the pure Zt decay mode. Limits are also set on the mass as a function of the decay branching ratios, excluding large parts of the parameter space for masses below 1 TeV.

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Harvard Univ., Cambridge, MA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC)
Contributing Organization:
The ATLAS collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; SC0007881
OSTI ID:
1408460
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1772055
OSTI ID: 1398759
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Journal Name: Journal of High Energy Physics (Online) Journal Issue: 8 Vol. 2017; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer BerlinCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

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The minimal composite Higgs model journal July 2005
Parton distributions with LHC data journal February 2013
Top-pair production at hadron colliders with next-to-next-to-leading logarithmic soft-gluon resummation journal April 2012
Sealing the fate of a fourth generation of fermions journal September 2012
Presentation of search results: the CL s technique journal September 2002
PYTHIA 6.4 physics and manual journal May 2006
A positive-weight next-to-leading-order Monte Carlo for heavy flavour hadroproduction journal September 2007
The anti- k t jet clustering algorithm journal April 2008
Comix, a new matrix element generator journal December 2008
Event generation with SHERPA 1.1 journal February 2009
Identifying top partners at LHC journal November 2009
Transverse masses and kinematic constraints: from the boundary to the crease journal November 2009
Performance of b -jet identification in the ATLAS experiment journal January 2016
LHC Machine journal August 2008
Characterisation and mitigation of beam-induced backgrounds observed in the ATLAS detector during the 2011 proton-proton run journal July 2013
Search for vectorlike charge 2 / 3   T quarks in proton-proton collisions at ( s ) = 8     TeV journal January 2016
Search for top squarks in final states with one isolated lepton, jets, and missing transverse momentum in s = 13     TeV p p collisions with the ATLAS detector journal September 2016
Scattering Amplitudes with Open Loops journal March 2012
Percent-Level-Precision Physics at the Tevatron: Next-to-Next-to-Leading Order QCD Corrections to q q ¯ → t t ¯ + X journal September 2012
Impact of a Higgs Boson at a Mass of 126 GeV on the Standard Model with Three and Four Fermion Generations journal December 2012
Total Top-Quark Pair-Production Cross Section at Hadron Colliders Through O ( α S 4 ) journal June 2013
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Single-top Wt-channel production matched with parton showers using the POWHEG method journal February 2011
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HistFitter software framework for statistical data analysis journal April 2015
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Performance of pile-up mitigation techniques for jets in $$pp$$ p p collisions at $$\sqrt{s}=8$$ s = 8  TeV using the ATLAS detector journal October 2016
Luminosity determination in pp collisions at $$\sqrt{s}$$ s = 8 TeV using the ATLAS detector at the LHC journal November 2016
Performance of the ATLAS trigger system in 2015 journal May 2017
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Search for pair production of heavy vectorlike quarks decaying into hadronic final states in p p collisions at s = 13     TeV with the ATLAS detector journal November 2018
Search for pair and single production of vectorlike quarks in final states with at least one Z boson decaying into a pair of electrons or muons in p p collision data collected with the ATLAS detector at s = 13     TeV journal December 2018
Combination of the Searches for Pair-Produced Vectorlike Partners of the Third-Generation Quarks at s = 13     TeV with the ATLAS Detector journal November 2018
Jet substructure at the Large Hadron Collider journal December 2019
Search for single production of vector-like quarks decaying to a top quark and a $$\mathrm {W} $$ W boson in proton–proton collisions at $$\sqrt{s} = 13 \,\text {TeV} $$ s = 13 TeV journal January 2019
Search for a heavy resonance decaying to a top quark and a vector-like top quark in the lepton + jets final state in pp collisions at $$\sqrt{s} = 13\,\text {TeV} $$ s = 13 TeV journal March 2019
Search for vector-like quarks in events with two oppositely charged leptons and jets in proton–proton collisions at $$\sqrt{s} = 13\,\text {Te}\text {V} $$ s = 13 Te journal April 2019
From the Trees to the Forest: A Review of Radiative Neutrino Mass Models journal December 2017
Search for a heavy resonance decaying to a top quark and a vector-like top quark in the lepton + jets final state in pp collisions at $\sqrt{s} = 13\,\text {TeV}$ text January 2019