학술논문

Observation of four top quark production in proton-proton collisions at s=13TeV
Document Type
article
Author
A. HayrapetyanA. TumasyanW. AdamJ.W. AndrejkovicT. BergauerS. ChatterjeeK. DamanakisM. DragicevicA. Escalante Del ValleP.S. HussainM. JeitlerN. KrammerD. LikoI. MikulecJ. SchieckR. SchöfbeckD. SchwarzM. SonawaneS. TemplW. WaltenbergerC.-E. WulzM.R. DarwishT. JanssenP. Van MechelenE.S. BolsJ. D'HondtS. DansanaA. De MoorM. DelcourtH. El FahamS. LowetteI. MakarenkoD. MüllerA.R. SahasransuS. TavernierM. TytgatS. Van PutteD. VanneromB. ClerbauxG. De LentdeckerL. FavartD. HohovJ. JaramilloA. KhalilzadehK. LeeM. MahdavikhorramiA. MalaraS. ParedesL. PétréN. PostiauL. ThomasM. Vanden BemdenC. Vander VeldeP. VanlaerM. De CoenD. DoburY. HongJ. KnolleL. LambrechtG. MestdachC. RendónA. SamalanK. SkovpenN. Van Den BosscheL. WezenbeekA. BeneckeG. BrunoC. CaputoC. DelaereI.S. DonertasA. GiammancoK. JaffelSa. JainV. LemaitreJ. LidrychP. MastrapasquaK. MondalT.T. TranS. WertzG.A. AlvesE. CoelhoC. HenselT. Menezes De OliveiraA. MoraesP. Rebello TelesM. SoeiroW.L. Aldá JúniorM. Alves Gallo PereiraM. Barroso Ferreira FilhoH. Brandao MalbouissonW. CarvalhoJ. ChinellatoE.M. Da CostaG.G. Da SilveiraD. De Jesus DamiaoS. Fonseca De SouzaJ. MartinsC. Mora HerreraK. Mota AmariloL. MundimH. NogimaA. SantoroS.M. Silva Do AmaralA. SznajderM. ThielA. Vilela PereiraC.A. BernardesL. CalligarisT.R. Fernandez Perez TomeiE.M. GregoresP.G. MercadanteS.F. NovaesB. OrzariSandra S. PadulaA. AleksandrovG. AntchevR. HadjiiskaP. IaydjievM. MishevaM. ShopovaG. SultanovA. DimitrovT. IvanovL. LitovB. PavlovP. PetkovA. PetrovE. ShumkaS. KeshriS. ThakurT. ChengQ. GuoT. JavaidM. MittalL. YuanG. BauerZ. HuK. YiG.M. ChenH.S. ChenM. ChenF. IemmiC.H. JiangA. KapoorH. LiaoZ.-A. LiuF. MontiM.A. ShahzadR. SharmaJ.N. SongJ. TaoC. WangJ. WangZ. WangH. ZhangA. AgapitosY. BanA. LevinC. LiQ. LiX. LyuY. MaoS.J. QianX. SunD. WangH. YangC. ZhouZ. YouN. LuD. LeggatH. OkawaY. ZhangZ. LinC. LuM. XiaoC. AvilaD.A. Barbosa TrujilloA. CabreraC. FlorezJ. FragaJ.A. Reyes VegaJ. Mejia GuisaoF. RamirezM. RodriguezJ.D. Ruiz AlvarezD. GiljanovicN. GodinovicD. LelasA. SculacM. KovacT. SculacP. BargassaV. BrigljevicB.K. ChitrodaD. FerencekS. MishraA. StarodumovT. SusaA. AttikisK. ChristoforouS. KonstantinouJ. MousaC. NicolaouF. PtochosP.A. RazisH. RykaczewskiH. SakaA. StepennovM. FingerM. Finger, Jr.A. KvetonE. AyalaE. Carrera JarrinA.A. AbdelalimE. SalamaA. LotfyM.A. MahmoudR.K. DewanjeeK. EhatahtM. KadastikT. LangeS. NandanC. NielsenJ. PataM. RaidalL. TaniC. VeelkenH. KirschenmannK. OsterbergM. VoutilainenS. BharthuarE. BrückenF. GarciaJ. HavukainenK.T.S. KallonenM.S. KimR. KinnunenT. LampénK. Lassila-PeriniS. LehtiT. LindénM. LottiL. MartikainenM. MyllymäkiM.m. RantanenH. SiikonenE. TuominenJ. TuominiemiP. LuukkaH. PetrowT. TuuvaM. BesanconF. CoudercM. DejardinD. DenegriJ.L. FaureF. FerriS. GanjourP. GrasG. Hamel de MonchenaultV. LohezicJ. MalclesJ. RanderA. RosowskyM.Ö. SahinA. Savoy-NavarroP. SimkinaM. TitovC. Baldenegro BarreraF. BeaudetteA. Buchot PerraguinP. BussonA. CappatiC. CharlotF. DamasO. DavignonA. 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LauD. LiJ. LuoS. MondalM. NarainN. PervanS. SagirF. SimpsonM. StamenkovicW.Y. WongX. YanW. ZhangS. AbbottJ. BonillaC. BrainerdR. BreedonM. Calderon De La Barca SanchezM. ChertokM. CitronJ. ConwayP.T. CoxR. ErbacherG. HazaF. JensenO. KukralG. MocellinM. MulhearnD. PellettW. WeiY. YaoF. ZhangM. BachtisR. CousinsA. DattaJ. HauserM. IgnatenkoM.A. IqbalT. LamE. MancaW.A. NashD. SaltzbergB. StoneV. ValuevR. ClareM. GordonG. HansonW. SiS. WimpennyJ.G. BransonS. CittolinS. CoopersteinD. DiazJ. DuarteR. GerosaL. GianniniJ. GuiangR. KansalV. KrutelyovR. LeeJ. LettsM. MasciovecchioF. MokhtarM. PieriM. QuinnanB.V. Sathia NarayananV. SharmaM. TadelE. VourliotisF. WürthweinY. XiangA. YagilA. BarzdukasL. BrennanC. CampagnariG. ColluraA. DorsettJ. IncandelaM. KilpatrickA.J. LiP. MastersonH. MeiM. OshiroJ. RichmanU. SaricaR. SchmitzF. SettiJ. SheplockD. StuartS. WangA. BornheimO. CerriA. LatorreJ.M. LawhornJ. MaoH.B. NewmanT.Q. NguyenM. SpiropuluJ.R. VlimantS. XieR.Y. ZhuJ. AlisonS. AnM.B. AndrewsP. BryantV. DuttaT. FergusonA. HarilalC. LiuT. MudholkarS. MurthyM. PauliniA. RobertsA. SanchezW. TerrillJ.P. CumalatW.T. FordA. HassaniG. KarathanasisE. MacDonaldN. ManganelliF. MariniA. PerloffC. SavardN. SchonbeckK. StensonK.A. UlmerS.R. WagnerN. ZipperJ. AlexanderS. Bright-ThonneyX. ChenD.J. CranshawJ. FanX. FanD. GadkariS. HoganJ. MonroyJ.R. PattersonJ. ReichertM. ReidA. RydJ. ThomP. WittichR. ZouM. AlbrowM. AlyariO. AmramG. ApollinariA. ApresyanL.A.T. BauerdickD. BerryJ. BerryhillP.C. BhatK. BurkettJ.N. ButlerA. CanepaG.B. CeratiH.W.K. CheungF. ChlebanaG. CummingsJ. DickinsonI. DuttaV.D. ElviraY. FengJ. FreemanA. GandrakotaZ. GecseL. GrayD. GreenA. GrummerS. GrünendahlD. GuerreroO. GutscheR.M. HarrisR. HellerT.C. HerwigJ. HirschauerL. HorynB. JayatilakaS. JindarianiM. JohnsonU. JoshiT. KlijnsmaB. KlimaK.H.M. KwokS. LammelD. LincolnR. LiptonT. LiuC. MadridK. MaeshimaC. MantillaD. MasonP. McBrideP. MerkelS. MrennaS. NahnJ. NgadiubaD. NoonanV. PapadimitriouN. PastikaK. PedroC. PenaF. RaveraA. Reinsvold HallL. RistoriE. Sexton-KennedyN. SmithA. SohaL. SpiegelS. StoynevL. TaylorS. TkaczykN.V. TranL. UpleggerE.W. VaanderingI. ZoiC. ArutaP. AveryD. BourilkovL. CadamuroP. ChangV. CherepanovR.D. FieldE. KoenigM. KolosovaJ. KonigsbergA. KorytovK.H. LoK. MatchevN. MenendezG. MitselmakherA. Muthirakalayil MadhuN. RawalD. RosenzweigS. RosenzweigK. ShiT. AdamsA. Al KadhimA. AskewN. BowerR. HabibullahV. HagopianR. HashmiR.S. KimT. KolbergG. MartinezH. ProsperP.R. ProvaO. ViazloM. WulansatitiR. YohayJ. ZhangB. AlsufyaniM.M. BaarmandS. ButallaT. ElkafrawyM. HohlmannR. Kumar VermaM. RahmaniM.R. AdamsC. BennettR. CavanaughS. DittmerR. Escobar FrancoO. EvdokimovC.E. GerberD.J. HofmanJ.h. LeeD.S. LemosA.H. MerritC. MillsS. NandaG. OhB. OzekD. PilipovicT. RoyS. RudrabhatlaM.B. TonjesN. VarelasX. WangZ. YeM. AlhusseiniD. BlendK. DilsizL. EmediatoG. KaramanO.K. KöseyanJ.-P. MerloA. MestvirishviliJ. NachtmanO. NeogiH. OgulY. OnelA. PenzoC. SnyderE. TirasB. BlumenfeldL. CorcodilosJ. DavisA.V. GritsanL. KangS. KyriacouP. MaksimovicM. RoguljicJ. RoskesS. SekharM. SwartzT.Á. VámiA. AbreuL.F. Alcerro AlcerroJ. AnguianoP. BaringerA. BeanZ. FlowersD. GroveJ. KingG. KrintirasM. LazarovitsC. Le MahieuC. LindseyJ. MarquezN. MinafraM. MurrayM. NickelM. PittS. PopescuC. RoganC. RoyonR. SalvaticoS. SandersC. SmithG. WilsonB. AllmondA. IvanovK. KaadzeA. KalogeropoulosY. MaravinK. NamJ. NatoliD. RoyG. SorrentinoF. RebassooD. WrightE. AdamsA. BadenO. BaronA. BelloniA. BethaniY.M. ChenS.C. EnoN.J. HadleyS. JabeenR.G. KelloggT. KoethY. LaiS. LascioA.C. MignereyS. NabiliC. PalmerC. PapageorgakisM.M. ParanjpeL. WangK. WongJ. BendavidW. BuszaI.A. CaliY. ChenM. D'AlfonsoJ. EysermansC. FreerG. Gomez-CeballosM. GoncharovP. HarrisD. HoangD. KovalskyiJ. KrupaL. LavezzoY.-J. LeeK. LongC. MironovC. PausD. RankinC. RolandG. RolandS. RothmanZ. ShiG.S.F. StephansB. WyslouchT.J. YangB. CrossmanB.M. JoshiC. KapsiakM. KrohnD. MahonJ. MansB. MarzocchiS. PandeyM. ReveringR. RusackR. SaradhyN. SchroederN. StrobbeM.A. WadudL.M. CremaldiK. BloomM. BrysonD.R. ClaesC. FangmeierF. GolfJ. HossainC. JooI. KravchenkoI. ReedJ.E. SiadoG.R. SnowW. TabbA. VagneriniA. WightmanF. YanD. YuA.G. ZecchinelliG. AgarwalH. BandyopadhyayL. HayI. IashviliA. KharchilavaC. McLeanM. MorrisD. NguyenJ. PekkanenS. RappoccioH. Rejeb SfarA. WilliamsG. AlversonE. BarberisY. HaddadY. HanA. KrishnaJ. LiM. LuG. MadiganD.M. MorseV. NguyenT. OrimotoA. ParkerL. SkinnariA. Tishelman-CharnyB. WangD. WoodJ. BueghlyZ. ChenK.A. HahnY. LiuY. MiaoD.G. MonkM.H. SchmittA. TaliercioM. VelascoR. BandR. BucciS. CastellsM. CremonesiA. DasR. GoldouzianM. HildrethK.W. HoK. Hurtado AnampaC. JessopK. LannonJ. LawrenceN. LoukasL. LuttonJ. MarianoN. MarinelliI. McalisterT. McCauleyC. McgradyK. MohrmanC. MooreY. MusienkoH. NelsonM. OshersonR. RuchtiA. TownsendM. WayneH. YockeyM. ZaruckiL. ZygalaA. BasnetB. BylsmaM. CarriganL.S. DurkinC. HillM. JoyceA. LesauvageM. Nunez OrnelasK. WeiB.L. WinerB.R. YatesF.M. AddesaH. BouchamaouiP. DasG. DezoortP. ElmerA. FrankenthalB. GreenbergN. HaubrichS. HigginbothamG. KoppS. KwanD. LangeA. LoeligerD. MarlowI. OjalvoJ. OlsenD. SticklandC. TullyA.S. BakshiV.E. BarnesS. ChandraR. ChawlaS. DasA. GuL. GutayM. JonesA.W. JungD. KondratyevA.M. KoshyM. LiuG. NegroN. NeumeisterG. PaspalakiS. PiperovA. PurohitJ.F. SchulteM. StojanovicJ. ThiemanA.K. VirdiF. WangW. XieJ. DolenN. ParasharA. PathakD. AcostaA. BatyT. CarnahanS. DildickK.M. EcklundP.J. Fernández MantecaS. FreedP. GardnerF.J.M. GeurtsW. LiO. Miguel ColinB.P. PadleyR. RedjimiJ. RotterE. YigitbasiA. BodekP. de BarbaroR. DeminaJ.L. DulembaC. FallonA. Garcia-BellidoO. HindrichsA. KhukhunaishviliP. ParyginE. PopovaR. TausG.P. Van OnsemK. GoulianosB. ChiaritoJ.P. ChouY. GershteinE. HalkiadakisA. HartM. HeindlD. JaroslawskiO. KarachebanI. LaflotteA. LathR. MontalvoK. NashH. RoutrayS. SalurS. SchnetzerS. SomalwarR. StoneS.A. ThayilS. ThomasJ. VoraH. WangH. AcharyaD. AllyA.G. DelannoyS. FiorendiT. HolmesN. KarunarathnaL. LeeE. NibigiraS. SpanierD. AebiM. AhmadO. BouhaliM. DalchenkoR. EusebiJ. GilmoreT. HuangT. KamonS. LuoS. MalhotraR. MuellerD. OvertonD. RathjensA. SafonovN. AkchurinJ. DamgovV. HegdeA. HussainY. KazhykarimK. LamichhaneA. MankelT. MengkeS. MuthumuniT. PeltolaI. VolobouevA. WhitbeckE. AppeltS. GreeneA. GurrolaW. JohnsR. Kunnawalkam ElayavalliA. MeloF. RomeoP. SheldonS. TuoJ. VelkovskaJ. ViinikainenB. CardwellB. CoxJ. HakalaR. HiroskyA. LedovskoyA. LiC. NeuC.E. Perez LaraP.E. KarchinA. AravindK. BlackT. BoseS. DasuI. De BruynP. EveraertsC. GalloniH. HeM. HerndonA. HerveC.K. KorakaA. LanaroR. LovelessJ. Madhusudanan SreekalaA. MallampalliA. MohammadiG. ParidaD. PinnaA. SavinV. ShangW.H. SmithD. TeagueH.F. TsoiW. VetensA. WardenS. AfanasievV. AndreevYu. AndreevT. AushevM. AzarkinA. BabaevV. BlinovE. BoosV. BorshchD. BudkouskiV. BunichevV. ChekhovskyR. ChistovM. DanilovA. DermenevT. DimovaD. DruzhkinM. DubininL. DudkoA. ErshovG. GavrilovV. GavrilovS. GninenkoV. GolovtcovN. GolubevI. GolutvinI. 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Source
Physics Letters B, Vol 847, Iss , Pp 138290- (2023)
Subject
CMS
Top quark
Physics
QC1-999
Language
English
ISSN
0370-2693
Abstract
The observation of the production of four top quarks in proton-proton collisions is reported, based on a data sample collected by the CMS experiment at a center-of-mass energy of 13 TeV in 2016–2018 at the CERN LHC and corresponding to an integrated luminosity of 138fb−1. Events with two same-sign, three, or four charged leptons (electrons and muons) and additional jets are analyzed. Compared to previous results in these channels, updated identification techniques for charged leptons and jets originating from the hadronization of b quarks, as well as a revised multivariate analysis strategy to distinguish the signal process from the main backgrounds, lead to an improved expected signal significance of 4.9 standard deviations above the background-only hypothesis. Four top quark production is observed with a significance of 5.6 standard deviations, and its cross section is measured to be 17.7−3.5+3.7(stat)−1.9+2.3(syst)fb, in agreement with the available standard model predictions.