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Measurements of ttW differential cross sections and the leptonic charge asymmetry at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

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2025

 GO

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Report No.: CERN-EP-2025-170; CMS-TOP-24-003; arXiv:2509.13512

Abstract: Measurements of properties of top quark-antiquark pair production in association with a W boson in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV are presented, using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 138 fb$^{-1}$, recorded by the CMS experiment at the CERN LHC. Events are selected based on the presence of either two leptons with the same electric charge or three leptons, and multiple jets and b-tagged jets. We present measurements of differential production cross sections as a function of kinematic variables sensitive to different aspects of the process modeling, using a multivariate discriminator in the two-lepton selection region and a simple selection-based method in the three-lepton region. The normalized cross section measurements are generally consistent with the standard model expectations, while we observe larger values compared to the expectations in the absolute cross section measurements, consistent with previous inclusive cross section measurements. In addition, we measure the leptonic charge asymmetry of this process, obtaining an observed value of $A_\text{c}^{\ell}$ = $-$0.19$^{+0.16}_{-0.18}$, consistent with the expectation of $-$0.085$\pm$0.006 predicted by next-to-leading order simulations.


Note: Submitted to the Journal of High Energy Physics. All figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/TOP-24-003 (CMS Public Pages)
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 G:(GEPRIS)390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS
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