Combined ATLAS and CMS measurements of the Higgs boson production and decay rates, as well as constraints on its couplings to vector bosons and fermions, are presented. The combination is based on the analysis of five production processes, namely gluon fusion, vector boson fusion, and associated production with a W or a Z boson or a pair of top quarks, and of the six decay modes H → ZZ, W W , γγ, ττ, bb, and μμ. All results are reported assuming a value of 125.09 GeV for the Higgs boson mass, the result of the combined measurement by the ATLAS and CMS experiments. The analysis uses the CERN LHC proton-proton collision data recorded by the ATLAS and CMS experiments in 2011 and 2012, corresponding to integrated luminosities per experiment of approximately 5 fb−1 at $$ \sqrt{s}=7 $$ TeV and 20 fb−1 at $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV. The Higgs boson production and decay rates measured by the two experiments are combined within the context of three generic parameterisations: two based on cross sections and branching fractions, and one on ratios of coupling modifiers. Several interpretations of the measurements with more model-dependent parameterisations are also given. The combined signal yield relative to the Standard Model prediction is measured to be 1.09 ± 0.11. The combined measurements lead to observed significances for the vector boson fusion production process and for the H → ττ decay of 5.4 and 5.5 standard deviations, respectively. The data are consistent with the Standard Model predictions for all parameterisations considered.

During 2015 the ATLAS experiment recorded $$3.8\,{\mathrm{fb}}^{-1}$$ of proton–proton collision data at a centre-of-mass energy of $$13\,{\mathrm{TeV}}$$ . The ATLAS trigger system is a crucial component of the experiment, responsible for selecting events of interest at a recording rate of approximately 1 kHz from up to 40 MHz of collisions. This paper presents a short overview of the changes to the trigger and data acquisition systems during the first long shutdown of the LHC and shows the performance of the trigger system and its components based on the 2015 proton–proton collision data.

This article documents the performance of the ATLAS muon identification and reconstruction using the LHC dataset recorded at $$\sqrt{s} = 13$$ TeV in 2015. Using a large sample of $$J/\psi \rightarrow \mu \mu $$ and $$Z\rightarrow \mu \mu $$ decays from 3.2 fb $$^{-1}$$ of pp collision data, measurements of the reconstruction efficiency, as well as of the momentum scale and resolution, are presented and compared to Monte Carlo simulations. The reconstruction efficiency is measured to be close to $$99~\%$$ over most of the covered phase space ( $$|\eta |<2.5$$ and $$5 < p_{\mathrm {T}} < 100$$ GeV). The isolation efficiency varies between 93 and $$100~\%$$ depending on the selection applied and on the momentum of the muon. Both efficiencies are well reproduced in simulation. In the central region of the detector, the momentum resolution is measured to be $$1.7~\%$$ ( $$2.3~\%$$ ) for muons from $$J/\psi \rightarrow \mu \mu $$ ( $$Z\rightarrow \mu \mu $$ ) decays, and the momentum scale is known with an uncertainty of $$0.05~\%$$ . In the region $$|\eta |>2.2$$ , the $$p_{\mathrm {T}} $$ resolution for muons from $$Z\rightarrow \mu \mu $$ decays is $$2.9~\%$$ while the precision of the momentum scale for low- $$p_{\mathrm {T}} $$ muons from $$J/\psi \rightarrow \mu \mu $$ decays is about $$0.2~\%$$ .

The observation of Higgs boson production in association with a top quark pair ($t\bar{t}H$), based on the analysis of proton-proton collision data at a centre-of-mass energy of 13 TeV recorded with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider, is presented. Using data corresponding to integrated luminosities of up to 79.8 fb$^{-1}$, and considering Higgs boson decays into $b\bar{b}$, $WW^*$, $\tau\tau$, $\gamma\gamma$, and $ZZ^*$, the observed significance is 5.8 standard deviations, compared to an expectation of 4.9 standard deviations. Combined with the $t\bar{t}H$ searches using a dataset corresponding to integrated luminosities of 4.5 fb$^{-1}$ at 7 TeV and 20.3 fb$^{-1}$ at 8 TeV, the observed (expected) significance is 6.3 (5.1) standard deviations. Assuming Standard Model branching fractions, the total $t\bar{t}H$ production cross section at 13 TeV is measured to be 670 $\pm$ 90 (stat.) $^{+110}_{-100}$ (syst.) fb, in agreement with the Standard Model prediction.

Jet energy scale measurements and their systematic uncertainties are reported for jets measured with the ATLAS detector using proton-proton collision data with a center-of-mass energy of s=13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 3.2 fb−1 collected during 2015 at the LHC. Jets are reconstructed from energy deposits forming topological clusters of calorimeter cells, using the anti-kt algorithm with radius parameter R=0.4. Jets are calibrated with a series of simulation-based corrections and in situ techniques. In situ techniques exploit the transverse momentum balance between a jet and a reference object such as a photon, Z boson, or multijet system for jets with 200.8) is derived from dijet pT balance measurements. For jets of pT=80 GeV, the additional uncertainty for the forward jet calibration reaches its largest value of about 2% in the range |η|>3.5 and in a narrow slice of 2.2<|η|<2.4.8 MoreReceived 29 March 2017DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.96.072002Published by the American Physical Society under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article's title, journal citation, and DOI.© 2017 CERN, for the ATLAS CollaborationPhysics Subject Headings (PhySH)TechniquesHadron collidersParticle detectorsParticles & Fields

The luminosity determination for the ATLAS detector at the LHC during pp collisions at $$\sqrt{s} =$$ 8 TeV in 2012 is presented. The evaluation of the luminosity scale is performed using several luminometers, and comparisons between these luminosity detectors are made to assess the accuracy, consistency and long-term stability of the results. A luminosity uncertainty of $$\delta \mathcal{L}/ \mathcal{L} = \pm 1.9\%$$ is obtained for the $$22.7\,\mathrm {fb}^{-1}$$ of pp collision data delivered to ATLAS at $$\sqrt{s} =$$ 8 TeV in 2012.

A search is conducted for new resonant and non-resonant high-mass phenomena in dielectron and dimuon final states. The search uses 36.1 fb−1 of proton-proton collision data, collected at $$ \sqrt{s}=13 $$ TeV by the ATLAS experiment at the LHC in 2015 and 2016. No significant deviation from the Standard Model prediction is observed. Upper limits at 95% credibility level are set on the cross-section times branching ratio for resonances decaying into dileptons, which are converted to lower limits on the resonance mass, up to 4.1 TeV for the E6-motivated Z ′ . Lower limits on the qqℓℓ contact interaction scale are set between 2.4 TeV and 40 TeV, depending on the model.

Results of a search for new phenomena in final states with an energetic jet and large missing transverse momentum are reported. The search uses proton-proton collision data corresponding to an integrated luminosity of 36.1 fb−1 at a centre-of-mass energy of 13 TeV collected in 2015 and 2016 with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. Events are required to have at least one jet with a transverse momentum above 250 GeV and no leptons (e or μ). Several signal regions are considered with increasing requirements on the missing transverse momentum above 250 GeV. Good agreement is observed between the number of events in data and Standard Model predictions. The results are translated into exclusion limits in models with pair-produced weakly interacting dark-matter candidates, large extra spatial dimensions, and supersymmetric particles in several compressed scenarios.

The performance of the missing transverse momentum (E$_{T}^{miss}$) reconstruction with the ATLAS detector is evaluated using data collected in proton-proton collisions at the LHC at a center-of-mass energy of 13 TeV in 2015. To reconstruct E$_{T}^{miss}$, fully calibrated electrons, muons, photons, hadronically decaying $\tau$-leptons, and jets reconstructed from calorimeter energy deposits and charged-particle tracks are used. These are combined with the soft hadronic activity measured by reconstructed charged-particle tracks not associated with the hard objects. Possible double counting of contributions from reconstructed charged-particle tracks from the inner detector, energy deposits in the calorimeter, and reconstructed muons from the muon spectrometer is avoided by applying a signal ambiguity resolution procedure which rejects already used signals when combining the various E$_{T}^{miss}$ contributions. The individual terms as well as the overall reconstructed E$_{T}^{miss}$ are evaluated with various performance metrics for scale (linearity), resolution, and sensitivity to the data-taking conditions. The method developed to determine the systematic uncertainties of the E$_{T}^{miss}$ scale and resolution is discussed. Results are shown based on the full 2015 data sample corresponding to an integrated luminosity of 3.2 fb$^{-1}$.

A measurement of the mass of the