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Title: Evidence for the associated production of the Higgs boson and a top quark pair with the ATLAS detector

Journal Article · · Physical Review. D.
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Here, a search for the associated production of the Higgs boson with a top quark pair ($$t\bar{t}$$H) is reported. The search is performed in multilepton final states using a data set corresponding to an integrated luminosity of 36.1 fb-1 of proton-proton collision data recorded by the ATLAS experiment at a center-of-mass energy $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV at the Large Hadron Collider. Higgs boson decays to WW*, ττ, and ZZ* are targeted. Seven final states, categorized by the number and flavor of charged-lepton candidates, are examined for the presence of the Standard Model Higgs boson with a mass of 125 GeV and a pair of top quarks. An excess of events over the expected background from Standard Model processes is found with an observed significance of 4.1 standard deviations, compared to an expectation of 2.8 standard deviations. The best fit for the $$t\bar{t}$$H production cross section is σ($$t\bar{t}$$H) = $${790}_{-210}^{+230}$$ fb, in agreement with the Standard Model prediction of $${507}_{-50}^{+35}$$ fb. The combination of this result with other $$t\bar{t}$$H searches from the ATLAS experiment using the Higgs boson decay modes to $$b\bar{b}$$, γγ and ZZ* → 4ℓ, has an observed significance of 4.2 standard deviations, compared to an expectation of 3.8 standard deviations. This provides evidence for the $$t\bar{t}$$H production mode.

Research Organization:
Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States). Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States); Univ. of Michigan, Ann Arbor, MI (United States); Harvard Univ., Cambridge, MA (United States)
Sponsoring Organization:
European Organization for Nuclear Research (CERN); USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-76SF00515; AC02-05CH11231; SC0012704; SC0007859; SC0007881
OSTI ID:
1432426
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1435908; OSTI ID: 1462966; OSTI ID: 1499436; OSTI ID: 1639157; OSTI ID: 1770177
Report Number(s):
BNL-209251-2018-JACI; PRVDAQ; 072003
Journal Information:
Physical Review. D., Journal Name: Physical Review. D. Vol. 97 Journal Issue: 7; ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical Society (APS)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 50 works
Citation information provided by
Web of Science

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Figures / Tables (33)