Entanglement is a key feature of quantum mechanics

A bstract Measurements of integrated and differential cross-sections for electroweak W ± Z production in association with two jets ( W ± Zjj ) in proton-proton collisions are presented. The data collected by the ATLAS detector at the Large Hadron Collider from 2015 to 2018 at a centre-of-mass energy of $$ \sqrt{s} $$  s  = 13 TeV are used, corresponding to an integrated luminosity of 140 fb − 1 . The W ± Zjj candidate events are reconstructed using leptonic decay modes of the gauge bosons. Events containing three identified leptons, either electrons or muons, and two jets are selected. Processes involving pure electroweak W ± Zjj production at Born level are separated from W ± Zjj production involving a strong coupling. The measured integrated fiducial cross-section of electroweak W ± Zjj production per lepton flavour is $$ {\sigma}_{WZjj- EW\to {\ell}^{\prime}\nu \mathcal{ll} jj} $$ σ WZjj − EW →  ℓ ′  ν ll jj = 0 . 368 ± 0 . 037 (stat . ) ± 0 . 059 (syst . ) ± 0 . 003 (lumi . ) fb, where ℓ and ℓ ′ are either an electron or a muon. Respective cross-sections of electroweak and strong W ± Zjj production are measured separately for events with exactly two jets or with more than two jets, and in three bins of the invariant mass of the two jets. The inclusive W ± Zjj production cross-section, without separating electroweak and strong production, is also measured to be $$ {\sigma}_{WZjj\to {\ell}^{\prime}\nu \mathcal{ll} jj} $$ σ WZjj →  ℓ ′  ν ll jj = 1 . 462 ± 0 . 063 (stat . ) ± 0 . 118 (syst . ) ± 0 . 012 (lumi . ) fb, per lepton flavour. The inclusive W ± Zjj production cross-section is measured differentially for several kinematic observables. Finally, the measurements are used to constrain anomalous quartic gauge couplings by extracting 95% confidence level intervals on dimension-8 operators.

A bstract Measurements of both the inclusive and differential production cross sections of a top-quark-top-antiquark pair in association with a Z boson ( $$ t\overline{t}Z $$ t t ¯ Z ) are presented. Final states with two, three or four isolated leptons (electrons or muons) are targeted. The measurements use the data recorded by the ATLAS detector in pp collisions at $$ \sqrt{s} $$  s  = 13 TeV at the Large Hadron Collider during the years 2015–2018, corresponding to an integrated luminosity of 140 fb − 1 . The inclusive cross section is measured to be $$ {\sigma}_{t\overline{t}Z} $$ σ t t ¯ Z = 0.86 ± 0.04 (stat.) ± 0.04 (syst.) pb and found to be in agreement with the most advanced Standard Model predictions. The differential measurements are presented as a function of a number of observables that probe the kinematics of the $$ t\overline{t}Z $$ t t ¯ Z system. Both the absolute and normalised differential cross-section measurements are performed at particle level and parton level for specific fiducial volumes, and are compared with NLO+NNLL theoretical predictions. The results are interpreted in the framework of Standard Model effective field theory and used to set limits on a large number of dimension-6 operators involving the top quark. The first measurement of spin correlations in $$ t\overline{t}Z $$ t t ¯ Z events is presented: the results are in agreement with the Standard Model expectations, and the null hypothesis of no spin correlations is disfavoured with a significance of 1.8 standard deviations.

A bstract A search for heavy pseudo-scalar ( A ) and scalar ( H ) Higgs bosons decaying into a top-quark pair ( $$ t\overline{t} $$ t t ¯ ) 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 $$ \sqrt{s} $$  s  = 13 TeV. Interference effects between the signal process and Standard Model (SM) $$ t\overline{t} $$ t t ¯ production are taken into account. Final states with exactly one or exactly two electrons or muons are considered. No significant deviation from the SM prediction is observed. The results of the search are interpreted in the context of a two-Higgs-doublet model (2HDM) of type II in the alignment limit with mass-degenerate pseudo-scalar and scalar Higgs bosons ( m A = m H ) and the hMSSM parameterisation of the minimal supersymmetric extension of the Standard Model. Ratios of the two vacuum expectation values, tan β , smaller than 3.49 (3.16) are excluded at 95% confidence level for m A = m H = 400 GeV in the 2HDM (hMSSM). Masses up to 1240 GeV are excluded for the lowest tested tan β value of 0.4 in the 2HDM. In the hMSSM, masses up to 950 GeV are excluded for tan β = 1.0. In addition, generic exclusion limits are derived separately for single scalar and pseudo-scalar states for different choices of their mass and total width.

A bstract A combination of searches for Higgs boson decays into a visible photon and a massless dark photon ( H → γγ d ) is presented using 139 fb − 1 of proton-proton collision data at a centre-of-mass energy of $$ \sqrt{s} $$  s  = 13 TeV recorded by the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The observed (expected) 95% confidence level upper limit on the Standard Model Higgs boson decay branching ratio is determined to be $$ \mathcal{B} $$ B ( H → γγ d ) < 1.3% (1.5)%. The search is also sensitive to higher-mass Higgs bosons decaying into the same final state. The observed (expected) 95% confidence level limit on the cross-section times branching ratio ranges from 16 fb (20 fb) for m H = 400 GeV to 1.0 fb (1.5 fb) for m H = 3 TeV. Results are also interpreted in the context of a minimal simplified model.

A bstract A search is presented for new particles produced in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 13 TeV that result in final states comprising a massive vector ( W or Z ) boson that decays hadronically and large missing transverse momentum. The data sample was collected with the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider from 2015 to 2018 and corresponds to an integrated luminosity of 140 fb − 1 . No significant excess over the Standard Model expectation is observed. Model-independent 95% confidence-level limits on the visible cross-section that range from 0.3 fb to 79.5 fb are obtained for non-Standard-Model processes. Exclusion limits are also presented for models with axion-like particles, for two-Higgs-doublet models with a pseudo-scalar mediator between the Standard Model and the dark sector, for the invisible decay of the Higgs boson and for pair-produced weakly interacting dark matter candidates.