Journal Article PUBDB-2025-02610

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Search for a light charged Higgs boson in $t \rightarrow H^{\pm } b$ decays, with $H^{\pm } \rightarrow cs$, in $pp$ collisions at $\sqrt{s}={13}\hbox { TeV}$ with the ATLAS detector

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2025
Springer Heidelberg

The European physical journal / C 85(2), 153 () [10.1140/epjc/s10052-024-13715-4]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2024-185; arXiv:2407.10096

Abstract: A search for a light charged Higgs boson produced in decays of the top quark, $t \rightarrow H^{\pm } b$ with $H^{\pm } \rightarrow cs$, is presented. This search targets the production of top-quark pairs $t\bar{t} \rightarrow Wb H^{\pm } b$, with $W \rightarrow \ell \nu $ ($\ell = e, \mu $), resulting in a lepton-plus-jets final state characterised by an isolated electron or muon and at least four jets. The search exploits b-quark and c-quark identification techniques as well as multivariate methods to suppress the dominant $t\bar{t}$ background. The data analysed correspond to $140\hbox { fb}^{-1}$ of $pp$ collisions at $\sqrt{s} = 13\hbox { TeV}$ recorded with the ATLAS detector at the LHC between 2015 and 2018. Observed (expected) 95% confidence-level upper limits on the branching fraction $\mathscr {B}(t\rightarrow H^{\pm } b)$, assuming $\mathscr {B}(t\rightarrow Wb) + \mathscr {B}(t \rightarrow H^{\pm } (\rightarrow cs)b)=1.0$, are set between 0.066% (0.077%) and 3.6% (2.3%) for a charged Higgs boson with a mass between 60 and 168 GeV.

Classification:

Note: 49 pages in total, author list starting page 32, 6 figures, 4 tables, published in Eur. Phys. J. C 85 (2025) 153. All figures including auxiliary figures are available at https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/HDBS-2020-11

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. DFG project G:(GEPRIS)469666862 - Präzisionstests des Standardmodells unter der Verwendung von geboosteten W/Z-Bosonen am Large Hadron Collider (469666862) (469666862)
  3. REALDARK - REAL-time discovery strategies for DARK matter and dark sector signals at the ATLAS detector with Run-3 LHC data (101002463) (101002463)
  4. DITTO - Comprehensive search for new phenomena in the dilepton spectrum at the LHC (101089007) (101089007)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2025
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