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Journal Article PUBDB-2022-04104
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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

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2022
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 02(2), 169 () [10.1007/JHEP02(2022)169]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2021-241; CMS-TOP-19-002; arXiv:2112.09734

Abstract: A search for flavor-changing neutral current interactions of the top quark (t) and the Higgs boson (H) is presented. The search is based on a data sample corresponding to an integrated luminosity of 137 fb$^{−1}$ recorded by the CMS experiment at the LHC in proton-proton collisions at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV. Events containing exactly one lepton (muon or electron) and at least three jets, among which at least two are identified as originating from the hadronization of a bottom quark, are analyzed. A set of deep neural networks is used for kinematic event reconstruction, while boosted decision trees distinguish the signal from the background events. No significant excess over the background predictions is observed, and upper limits on the signal production cross sections are extracted. These limits are interpreted in terms of top quark decay branching fractions ($ \mathcal{B} $) to the Higgs boson and an up (u) or a charm quark (c). Assuming one nonvanishing extra coupling at a time, the observed (expected) upper limits at 95% confidence level are $ \mathcal{B} $(t → Hu) < 0.079 (0.11)% and $ \mathcal{B} $(t → Hc) < 0.094 (0.086)%.

Keyword(s): p p: colliding beams ; neutral current: flavor changing ; bottom: hadronization ; bottom: particle identification ; p p: scattering ; top: rare decay ; Higgs particle: hadronic decay ; bottom: pair production ; background ; up: particle identification ; muon ; channel cross section: upper limit ; top: branching ratio: upper limit ; electron ; final state: ((n)jet lepton) ; CERN LHC Coll ; kinematics ; charm: particle identification ; CMS ; neural network ; data analysis method ; experimental results ; 13000 GeV-cms ; B Physics ; Flavour Changing Neutral Currents ; Hadron-Hadron Scattering ; Higgs Physics ; Top Physics

Classification:
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. HIDSS-0002 - DASHH: Data Science in Hamburg - Helmholtz Graduate School for the Structure of Matter (2019_IVF-HIDSS-0002) (2019_IVF-HIDSS-0002)
  3. DFG project 390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2022
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; SCOAP3 OpenAccess ; DOAJ ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; DOAJ Seal ; Ebsco Academic Search ; Essential Science Indicators ; IF >= 5 ; JCR ; NationallizenzNationallizenz ; SCOAP3 sponsored Journal ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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