Journal Article/Internal Report PUBDB-2015-02789

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Observation of top-quark pair production in association with a photon and measurement of the $t\bar{t}\gamma$ production cross section in pp collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV using the ATLAS detector

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2015
American Physical Society

Physical review / D 91(7), 072007 () [10.1103/PhysRevD.91.072007]
 GO

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Report No.: CERN-PH-EP-2014-284; arXiv:1502.00586

Abstract: A search is performed for top-quark pairs (tt¯) produced together with a photon (γ) with transverse energy greater than 20 GeV using a sample of tt¯ candidate events in final states with jets, missing transverse momentum, and one isolated electron or muon. The data set used corresponds to an integrated luminosity of 4.59 fb-1 of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 7 TeV recorded by the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider. In total, 140 and 222 tt¯γ candidate events are observed in the electron and muon channels, to be compared to the expectation of 79±26 and 120±39 non-tt¯γ background events, respectively. The production of tt¯γ events is observed with a significance of 5.3 standard deviations away from the null hypothesis. The tt¯γ production cross section times the branching ratio (BR) of the single-lepton decay channel is measured in a fiducial kinematic region within the ATLAS acceptance. The measured value is σtt¯γfid×BR=63±8(stat)-13+17(syst)±1(lumi) fb per lepton flavor, in good agreement with the leading-order theoretical calculation normalized to the next-to-leading-order theoretical prediction of 48±10 fb.

Keyword(s): p p: colliding beams ; top: pair production ; photon: associated production ; p p: scattering ; transverse momentum: missing-energy ; higher-order: 1 ; higher-order: 0 ; ATLAS ; final state: ((n)jet lepton) ; cross section: measured ; top: branching ratio ; CERN LHC Coll ; acceptance ; kinematics ; background ; experimental results ; p p --> 2top photon anything ; 7000 GeV-cms

Classification:

Note: OA

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2015
Database coverage:
Medline ; OpenAccess ; OpenAccess ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; IF < 5 ; JCR ; SCOPUS ; Science Citation Index ; Science Citation Index Expanded ; Thomson Reuters Master Journal List ; Web of Science Core Collection
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