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Title: Search for a charged Higgs boson decaying into top and bottom quarks in events with electrons or muons in proton-proton collisions at $$\sqrt{\mathrm{s}}$$ = 13 TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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A search is presented for a charged Higgs boson heavier than the top quark, produced in association with a top quark, or with a top and a bottom quark, and decaying into a top-bottom quark-antiquark pair. The search is performed using proton-proton collision data collected by the CMS experiment at the LHC at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 35.9 fb$$^{-1}$$. Events are selected by the presence of a single isolated charged lepton (electron or muon) or an opposite-sign dilepton (electron or muon) pair, categorized according to the jet multiplicity and the number of jets identified as originating from b quarks. Multivariate analysis techniques are used to enhance the discrimination between signal and background in each category. The data are compatible with the standard model, and 95% confidence level upper limits of 9.6-0.01 pb are set on the charged Higgs boson production cross section times branching fraction to a top-bottom quark-antiquark pair, for charged Higgs boson mass hypotheses ranging from 200 GeV to 3 TeV. The upper limits are interpreted in different minimal supersymmetric extensions of the standard model.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Lab. (LLNL), Livermore, CA (United States); Brown Univ., Providence, RI (United States); Univ. of Colorado, Boulder, CO (United States); Lawrence Berkeley National Lab. (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP); National Science Foundation (NSF)
Contributing Organization:
The CMS collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359; SC0010010; SC0010005; AC02-05CH11231
OSTI ID:
1568859
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1596545; OSTI ID: 1603574
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-19-505-CMS; arXiv:1908.09206; CMS-HIG-18-004; CERN-EP-2019-164; oai:inspirehep.net:1751230; TRN: US2001277
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2020, Issue 1; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer BerlinCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 24 works
Citation information provided by
Web of Science

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FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
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Hadronic top-quark pair production with NNLL threshold resummation journal February 2012
Top++: A program for the calculation of the top-pair cross-section at hadron colliders journal November 2014
Comparative study of various algorithms for the merging of parton showers and matrix elements in hadronic collisions journal December 2007
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Top-pair production at hadron colliders with next-to-next-to-leading logarithmic soft-gluon resummation journal April 2012
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Performance of CMS muon reconstruction in pp collision events at √s = 7 TeV journal October 2012
Matching NLO QCD computations with parton shower simulations: the POWHEG method journal November 2007
NNLO corrections to top pair production at hadron colliders: the quark-gluon reaction journal January 2013
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Merging meets matching in MC@NLO journal December 2012
HatHor  for single top-quark production: Updated predictions and uncertainty estimates for single top-quark production in hadronic collisions journal June 2015
Prospects for charged Higgs searches at the LHC journal May 2017
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