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Office of Scientific and Technical Information

Title: Search for flavour-changing neutral $tqH$ interactions with $$H$$ → γγ in $pp$ collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV using the ATLAS detector

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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  1. SLAC

A search for flavour-changing neutral interactions involving the top quark, the Higgs boson and an up-type quark q (q = c, u) is presented. The proton-proton collision data set used, with an integrated luminosity of 139 fb–1, was collected at $$\sqrt{s}$$ = 13 TeV by the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider. Both the decay process t → qH in $$t\bar{t}$$ production and the production process pp → tH, with the Higgs boson decaying into two photons, are investigated. No significant excess is observed and upper limits are set on the t → cH and the t → uH branching ratios of 4.3 × 10–4 and 3.8 × 10–4, respectively, at the 95% confidence level, while the expected limits in the absence of signal are 4.7 × 10–4 and 3.9 × 10–4. Combining this search with ATLAS searches in the H → τ+τ and H → $$b\bar{b}$$ final states yields observed (expected) upper limits on the t → cH branching ratio of 5.8 × 10–4 (3.0 × 10–4) at the 95% confidence level. The corresponding observed (expected) upper limit on the t → uH branching ratio is 4.0 × 10–4 (2.4 × 10–4).

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
The ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; AC02-76SF00515
OSTI ID:
2403650
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Journal Name: Journal of High Energy Physics (Online) Journal Issue: 12 Vol. 2023; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

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Asymptotic formulae for likelihood-based tests of new physics journal February 2011
FastJet user manual: (for version 3.0.2) journal March 2012
SUSY induced top quark FCNC decay $$t \rightarrow { ch}$$ t → c h after Run I of LHC journal September 2014
The framework for a common origin of $$\delta _{\mathrm{CKM}}$$ and $$\delta _{\mathrm{PMNS}}$$ journal August 2021
Search for flavor-changing neutral current interactions of the top quark and the Higgs boson decaying to a bottom quark-antiquark pair at $\sqrt{s}$ = 13 TeV collection January 2022
Search for flavour-changing neutral current interactions of the top quark and the Higgs boson in events with a pair of $\tau$-leptons in pp collisions at $\sqrt{s}=13$ TeV with the ATLAS detector collection January 2022
Event generation with Sherpa 2.2 journal January 2019
Study of the reactions ψ' → γγψ [Thesis] report December 1980
Handbook of LHC Higgs cross sections: 4. Deciphering the nature of the Higgs sector text May 2017