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Measurement of single top-quark production in association with a $W$ boson in $pp$ collisions at $\sqrt{s} = 13$ TeV with the ATLAS detector

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2024

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Report No.: CERN-EP-2024-168; arXiv:2407.15594

Abstract: The inclusive cross-section for the production of a single top quark in association with a $W$ boson is measured using 140 fb$^{-1}$ of proton$-$proton collision data collected with the ATLAS detector at $\sqrt{s} = 13$ TeV. Events containing two charged leptons and at least one jet identified as originating from a $b$-quark are selected. A multivariate discriminant is constructed to separate the $tW$ signal from the $t\bar{t}$ background. The cross-section is extracted using a profile likelihood fit to the signal and control regions and it is measured to be $\sigma_{tW} = 75^{+15}_{-14}$ pb, in good agreement with the Standard Model prediction. The measured cross-section is used to extract a value for the left-handed form factor at the $Wtb$ vertex times the CKM matrix element $|f_\text{LV}V_{tb}|$ of $0.97 \pm 0.10$.

Keyword(s): cross section, measured ; top, pair production ; p p, scattering ; top, production ; ATLAS ; TeV ; left-handed ; lepton ; background ; CKM matrix ; form factor


Note: Comments: 45 pages in total, author list starting page 28, 5 figures, 6 tables, submitted to Phys. Rev. D. All figures including auxiliary figures are available at http://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/TOPQ-2018-07

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. DFG project 469666862 - Präzisionstests des Standardmodells unter der Verwendung von geboosteten W/Z-Bosonen am Large Hadron Collider (469666862) (469666862)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2024
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