Search for flavour-changing neutral current top quark decays $t\to Hq$ in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=8$ TeV with the ATLAS detector
G. Aad
(1)
,
M.K. Ayoub
(2)
,
A. Bassalat
(2)
,
C. Bécot
(2)
,
S. Binet
(2)
,
C. Bourdarios
(2)
,
D. Delgove
(2)
,
J.-B. de Vivie de Regie
(2)
,
L. Duflot
(2)
,
M. Escalier
(2)
,
L. Fayard
(2)
,
D. Fournier
(2)
,
E.L. Gkougkousis
(2)
,
J-F. Grivaz
(2)
,
T. Guillemin
(2)
,
F. Hariri
(2)
,
S. Henrot-Versille
(2)
,
J. Hrivnac
(2)
,
L. Iconomidou-Fayard
(2)
,
M. Kado
(2)
,
A. Lounis
(2)
,
N. Makovec
(2)
,
N. Morange
(2)
,
C. Nellist
(2)
,
P. Petroff
(2)
,
L. Poggioli
(2)
,
P. Puzo
(2)
,
A. Renaud
(2)
,
D. Rousseau
(2)
,
G. Rybkin
(2)
,
A.C. Schaffer
(2)
,
E. Scifo
(2)
,
L. Serin
(2)
,
S. Simion
(2)
,
R. Tanaka
(2)
,
D. Zerwas
(2)
,
Zhongkai Zhang
(2)
,
Y. Zhao
(2)
,
Z. Barnovska
(3)
,
N. Berger
(3)
,
M. Delmastro
(3)
,
L. Di Ciaccio
(3)
,
S. Elles
(3)
,
T. Hryn’ova
(3)
,
S. Jézéquel
(3)
,
I. Koletsou
(3)
,
R. Lafaye
(3)
,
J. Leveque
(3)
,
P. Mastrandrea
,
G. Sauvage
(3)
,
E. Sauvan
(1)
,
O. Simard
(3)
,
T. Todorov
(3)
,
E. Yatsenko
(3)
,
I. Wingerter-Seez
(3)
,
L. Alio
(1)
,
M. Barbero
,
Y. Coadou
(1)
,
C. Diaconu
(1)
,
Sara Diglio
(1)
,
F. Djama
(1)
,
O. Duccu
(4, 1)
,
L. Feligioni
(1)
,
J. Gao
(1)
,
G.D. Hallewell
(1)
,
F. Hubaut
(1)
,
S.J. Kahn
(1)
,
E. B. F. G. Knoops
(1)
,
E. Le Guirriec
(1)
,
J. Liu
(1)
,
K. Liu
(1)
,
D. Madaffari
(1)
,
K. Mochizuki
(1)
,
E. Monnier
(1)
,
S. Muanza
(1)
,
Y. Nagai
(1)
,
E. Nagy
(1)
,
P. Pralavorio
(1)
,
A. Rozanov
(1)
,
T. Serre
(1)
,
M. Talby
(1)
,
R.E. Ticse Torres
(1)
,
E. Tiouchichine
(1)
,
S. Tisserant
(1)
,
J. Toth
(1)
,
F. Touchard
(1)
,
L. Vacavant
(1)
,
S. Albrand
(5)
,
J. Collot
(5)
,
S. Crépé-Renaudin
(5)
,
P.A. Delsart
(5)
,
C. Gabaldon
(5)
,
M.H. Genest
(5)
,
J.Y. Hostachy
(5)
,
F. Ledroit-Guillon
(5)
,
A. Lleres
(5)
,
A. Lucotte
(5)
,
F. Malek
(5)
,
C. Monini
(5)
,
J. Stark
(5)
,
B. Trocmé
(5)
,
M. Wu
(5)
,
D. Boumediene
(6)
,
E. Busato
(6)
,
D. Calvet
(6)
,
S. Calvet
(6)
,
J. Donini
(6)
,
E. Dubreuil
(6)
,
G. Gilles
(6)
,
Ph. Gris
(6)
,
H. Liao
(6)
,
R. Madar
(6)
,
D. Pallin
(6)
,
S.M. Romano Saez
(6)
,
C. Santoni
(6)
,
D. Simon
(6)
,
T. Theveneaux-Pelzer
(6)
,
F. Vazeille
(6)
1
CPPM -
Centre de Physique des Particules de Marseille
2 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
3 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
4 NIPNE - Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering
5 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
6 LPC - Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand
2 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
3 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
4 NIPNE - Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering
5 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
6 LPC - Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand
G. Aad
- Fonction : Auteur
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J.-B. de Vivie de Regie
- Fonction : Auteur
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S. Henrot-Versille
- Fonction : Auteur
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D. Rousseau
- Fonction : Auteur
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N. Berger
- Fonction : Auteur
- PersonId : 741762
- IdHAL : nicolas-berger
T. Hryn’ova
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : thrynova
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S. Jézéquel
- Fonction : Auteur
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P. Mastrandrea
- Fonction : Auteur
M. Barbero
- Fonction : Auteur
Y. Coadou
- Fonction : Auteur
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Sara Diglio
- Fonction : Auteur
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E. Monnier
- Fonction : Auteur
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S. Crépé-Renaudin
- Fonction : Auteur
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M.H. Genest
- Fonction : Auteur
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J.Y. Hostachy
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1477266
F. Ledroit-Guillon
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : fabienne-ledroit
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F. Malek
- Fonction : Auteur
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B. Trocmé
- Fonction : Auteur
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D. Calvet
- Fonction : Auteur
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S. Calvet
- Fonction : Auteur
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Résumé
A search for flavour-changing neutral current decays of a top quark to an up-type quark ($q=u, c$) and the Standard Model Higgs boson, where the Higgs boson decays to $b\bar{b}$, is presented. The analysis searches for top quark pair events in which one top quark decays to $Wb$, with the $W$ boson decaying leptonically, and the other top quark decays to $Hq$. The search is based on $pp$ collisions at $\sqrt{s}=8$ TeV recorded in 2012 with the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider and uses an integrated luminosity of 20.3 fb$^{-1}$. Data are analysed in the lepton-plus-jets final state, characterised by an isolated electron or muon and at least four jets. The search exploits the high multiplicity of $b$-quark jets characteristic of signal events, and employs a likelihood discriminant that uses the kinematic differences between the signal and the background, which is dominated by $t\bar{t} \to WbWb$ decays. No significant excess of events above the background expectation is found, and observed (expected) 95% CL upper limits of 0.56% (0.42%) and 0.61% (0.64%) are derived for the $t\to Hc$ and $t\to Hu$ branching ratios respectively. The combination of this search with other ATLAS searches in the $H \to \gamma\gamma$ and $H\to WW^*, \tau\tau$ decay modes significantly improves the sensitivity, yielding observed (expected) 95% CL upper limits on the $t\to Hc$ and $t\to Hu$ branching ratios of 0.46% (0.25%) and 0.45% (0.29%) respectively. The corresponding combined observed (expected) upper limits on the $|\lambda_{tcH}|$ and $|\lambda_{tuH}|$ couplings are 0.13 (0.10) and 0.13 (0.10) respectively. These are the most restrictive direct bounds on $tqH$ interactions measured so far.