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Search for ttbar resonances in final states with exactly one or two leptons using 140 fb$^{-1}$ of pp collision data at $\sqrt{s}=13$ TeV with the ATLAS experiment

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2025

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Report No.: CERN-EP-2025-281; arXiv:2512.17856

Abstract: A search for heavy spin-1 and spin-2 resonances decaying into a top-antitop-quark pair has been performed with 140 fb$^{-1}$ of proton-proton collision data collected by the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider at a centre-of-mass energy of $\sqrt{s}=13$ TeV. Final states with either exactly one electron or muon, or exactly two leptons ($ee$, $μμ$ or $eμ$), large missing transverse momentum, and two jets, at least one of which must be identified as likely containing a b-hadron decay, are considered. The search targets resonances with both narrow and broad widths relative to the detector resolution, and with masses in the range of 0.4-5.0 TeV. No significant deviation from the Standard Model prediction is observed. Exclusion limits are set on the production cross-section times branching ratio for hypothetical $Z'$ bosons, Kaluza-Klein gravitons, and Kaluza-Klein gluons that decay into top-quark pairs.


Note: 61 pages in total, author list starting page 46, 10 figures, 6 tables, submitted to JHEP

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. REALDARK - REAL-time discovery strategies for DARK matter and dark sector signals at the ATLAS detector with Run-3 LHC data (101002463) (101002463)
  3. DISCOVERHEP - Turning noise into data: a discovery strategy for new weakly-interacting physics (948254) (948254)
  4. DITTO - Comprehensive search for new phenomena in the dilepton spectrum at the LHC (101089007) (101089007)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Database coverage:
Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; OpenAccess
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Private Collections > >DESY > >FH > ATLAS
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 Record created 2025-12-23, last modified 2026-04-24


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