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Title: Search for production of four top quarks in final states with same-sign or multiple leptons in proton–proton collisions at $$\sqrt{s}=13$$ $${TeV}$$

Journal Article · · European Physical Journal. C, Particles and Fields
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The standard model (SM) production of four top quarks ($$\text {t} {}{\overline{\text {t}}} \text {t} {}{\overline{\text {t}}} $$) in proton–proton collisions is studied by the CMS Collaboration. The data sample, collected during the 2016–2018 data taking of the LHC, corresponds to an integrated luminosity of 137$$\,\text {fb}^{-1}$$ at a center-of-mass energy of 13$$\,\text {TeV}$$. The events are required to contain two same-sign charged leptons (electrons or muons) or at least three leptons, and jets. The observed and expected significances for the $$\text {t} {}{\overline{\text {t}}} \text {t} {}{\overline{\text {t}}} $$ signal are respectively 2.6 and 2.7 standard deviations, and the $$\text {t} {}{\overline{\text {t}}} \text {t} {}{\overline{\text {t}}} $$ cross section is measured to be $$12.6^{+5.8}_{-5.2}\,\text {fb} $$. The results are used to constrain the Yukawa coupling of the top quark to the Higgs boson, $$y_{\text {t}}$$, yielding a limit of $$|y_{\text {t}}/y_{\text {t}}^{\mathrm {SM}} | < 1.7$$ at $$95\%$$ confidence level, where $$y_{\text {t}}^{\mathrm {SM}}$$ is the SM value of $$y_{\text {t}}$$. They are also used to constrain the oblique parameter of the Higgs boson in an effective field theory framework, $$\hat{H}<0.12$$. Limits are set on the production of a heavy scalar or pseudoscalar boson in Type-II two-Higgs-doublet and simplified dark matter models, with exclusion limits reaching 350–470$$\,\text {GeV}$$ and 350–550$$\,\text {GeV}$$ for scalar and pseudoscalar bosons, respectively. Upper bounds are also set on couplings of the top quark to new light particles.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States); Brown Univ., Providence, RI (United States); Univ. of Colorado, Boulder, CO (United States); Univ. of California, Santa Barbara, CA (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP); National Science Foundation (NSF)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359; SC0010010; SC0010005; SC0011702; AC02-05CH11231
OSTI ID:
1568864
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1600539; OSTI ID: 1603615; OSTI ID: 1777212; OSTI ID: 1889915
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-19-507-CMS; arXiv:1908.06463; CMS-TOP-18-003; CERN-EP-2019-163; oai:inspirehep.net:1750186; TRN: US2001168
Journal Information:
European Physical Journal. C, Particles and Fields, Vol. 80, Issue 2; ISSN 1434-6044
Publisher:
SpringerCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 59 works
Citation information provided by
Web of Science

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