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Title: Search for charged-lepton flavor violation in top quark production and decay in pp collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV
A bstract Results are presented from a search for charged-lepton flavor violating (CLFV) interactions in top quark production and decay in pp collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV. The events are required to contain one oppositely charged electron-muon pair in the final state, along with at least one jet identified as originating from a bottom quark. The data correspond to an integrated luminosity of 138 fb − 1 , collected by the CMS experiment at the LHC. This analysis includes both the production (q → e μ t) and decay (t → e μ q) modes of the top quark through CLFV interactions, with q referring to a u or c quark. These interactions are parametrized using an effective field theory approach. With no significant excess over the standard model expectation, the results are interpreted in terms of vector-, scalar-, and tensor-like CLFV four-fermion effective interactions. Finally, observed exclusion limits are set at 95% confidence levels on the respective branching fractions of a top quark to an e μ pair and an up (charm) quark of 0 . 13 × 10 − 6 (1 . 31 × 10 − 6 ), 0 . 07 × 10 − 6 (0 . 89 × 10 − 6 ), and 0 . 25 × 10 − 6 (2 . 59 × 10 − 6 ) for vector, scalar, and tensor CLFV interactions, respectively.  more » « less
Award ID(s):
1914059 2121686
PAR ID:
10351721
Author(s) / Creator(s):
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Date Published:
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2022
Issue:
6
ISSN:
1029-8479
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  5. A search is performed for charged-lepton flavor violating processes in top quark ( t ) production and decay. The data were collected by the CMS experiment from proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV and correspond to an integrated luminosity of 138  fb−1 . The selected events are required to contain one opposite-sign electron-muon pair, a third charged lepton (electron or muon), and at least one jet of which no more than one is associated with a bottom quark. Boosted decision trees are used to distinguish signal from background, exploiting differences in the kinematics of the final states particles. The data are consistent with the standard model expectation. Upper limits at 95% confidence level are placed in the context of effective field theory on the Wilson coefficients, which range between 0.024–0.424  TeV−2 depending on the flavor of the associated light quark and the Lorentz structure of the interaction. These limits are converted to upper limits on branching fractions involving up (charm) quarks, t→eμu ( t→eμc ), of 0.032(0.498)×10−6 , 0.022(0.369)×10−6 , and 0.012(0.216)×10−6 for tensorlike, vectorlike, and scalarlike interactions, respectively. 
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