Measurement of the helicity fractions of W bosons from top quark decays using fully reconstructed tt̄ events with CDF II

A. Abulencia, J. Adelman, T. Affolder, T. Akimoto, M. G. Albrow, D. Ambrose, S. Amerio, D. Amidei, A. Anastassov, K. Anikeev, A. Annovi, J. Antos, M. Aoki, G. Apollinari, J. F. Arguin, T. Arisawa, A. Artikov, W. Ashmanskas, A. Attal, F. AzfarP. Azzi-Bacchetta, P. Azzurri, N. Bacchetta, W. Badgett, A. Barbaro-Galtieri, V. E. Barnes, B. A. Barnett, S. Baroiant, V. Bartsch, G. Bauer, F. Bedeschi, S. Behari, S. Belforte, G. Bellettini, J. Bellinger, A. Belloni, D. Benjamin, A. Beretvas, J. Beringer, T. Berry, A. Bhatti, M. Binkley, D. Bisello, R. E. Blair, C. Blocker, B. Blumenfeld, A. Bocci, A. Bodek, V. Boisvert, G. Bolla, A. Bolshov, D. Bortoletto, J. Boudreau, A. Boveia, B. Brau, L. Brigliadori, C. Bromberg, E. Brubaker, J. Budagov, H. S. Budd, S. Budd, S. Budroni, K. Burkett, G. Busetto, P. Bussey, K. L. Byrum, S. Cabrera, M. Campanelli, M. Campbell, F. Canelli, A. Canepa, S. Carillo, D. Carlsmith, R. Carosi, M. Casarsa, A. Castro, P. Catastini, D. Cauz, M. Cavalli-Sforza, A. Cerri, L. Cerrito, S. H. Chang, Y. C. Chen, M. Chertok, G. Chiarelli, G. Chlachidze, F. Chlebana, I. Cho, K. Cho, D. Chokheli, J. P. Chou, G. Choudalakis, S. H. Chuang, K. Chung, W. H. Chung, Y. S. Chung, T. Chwalek, M. Ciljak, C. I. Ciobanu, M. A. Ciocci, A. Clark, D. Clark, M. Coca, G. Compostella, M. E. Convery, J. Conway, B. Cooper, K. Copic, M. Cordelli, G. Cortiana, F. Crescioli, C. Cuenca Almenar, J. Cuevas, R. Culbertson, J. C. Cully, D. Cyr, S. DaRonco, M. Datta, S. D'Auria, T. Davies, M. D'Onofrio, D. Dagenhart, P. De Barbaro, S. De Cecco, A. Deisher, G. De Lentdecker, M. Dell'Orso, F. Delli Paoli, L. Demortier, J. Deng, M. Deninno, D. De Pedis, P. F. Derwent, G. P.Di Giovanni, C. Dionisi, B. Di Ruzza, J. R. Dittmann, P. Dituro, C. Dörr, S. Donati, M. Donega, P. Dong, J. Donini, T. Dorigo, S. Dube, J. Efron, R. Erbacher, M. Erdmann, D. Errede, S. Errede, R. Eusebi, H. C. Fang, S. Farrington, I. Fedorko, W. T. Fedorko, R. G. Feild, M. Feindt, J. P. Fernandez, R. Field, G. Flanagan, A. Foland, S. Forrester, G. W. Foster, M. Franklin, J. C. Freeman, I. Furic, M. Gallinaro, J. Galyardt, J. E. Garcia, F. Garberson, A. F. Garfinkel, C. Gay, H. Gerberich, D. Gerdes, S. Giagu, P. Giannetti, A. Gibson, K. Gibson, J. L. Gimmell, C. Ginsburg, N. Giokaris, M. Giordani, P. Giromini, M. Giunta, G. Giurgiu, V. Glagolev, D. Glenzinski, M. Gold, N. Goldschmidt, J. Goldstein, A. Golossanov, G. Gomez, G. Gomez-Ceballos, M. Goncharov, O. González, I. Gorelov, A. T. Goshaw, K. Goulianos, A. Gresele, M. Griffiths, S. Grinstein, C. Grosso-Pilcher, R. C. Group, U. Grundler, J. Guimaraes Da Costa, Z. Gunay-Unalan, C. Haber, K. Hahn, S. R. Hahn, E. Halkiadakis, A. Hamilton, B. Y. Han, J. Y. Han, R. Handler, F. Happacher, K. Hara, M. Hare, S. Harper, R. F. Harr, R. M. Harris, M. Hartz, K. Hatakeyama, J. Hauser, A. Heijboer, B. Heinemann, J. Heinrich, C. Henderson, M. Herndon, J. Heuser, D. Hidas, C. S. Hill, D. Hirschbuehl, A. Hocker, A. Holloway, S. Hou, M. Houlden, S. C. Hsu, B. T. Huffman, R. E. Hughes, U. Husemann, J. Huston, J. Incandela, G. Introzzi, M. Iori, Y. Ishizawa, A. Ivanov, B. Iyutin, E. James, D. Jang, B. Jayatilaka, D. Jeans, H. Jensen, E. J. Jeon, S. Jindariani, M. Jones, K. K. Joo, S. Y. Jun, J. E. Jung, T. R. Junk, T. Kamon, P. E. Karchin, Y. Kato, Y. Kemp, R. Kephart, U. Kerzel, V. Khotilovich, B. Kilminster, D. H. Kim, H. S. Kim, J. E. Kim, M. J. Kim, S. B. Kim, S. H. Kim, Y. K. Kim, N. Kimura, L. Kirsch, S. Klimenko, M. Klute, B. Knuteson, B. R. Ko, K. Kondo, D. J. Kong, J. Konigsberg, A. Korytov, A. V. Kotwal, A. Kovalev, A. C. Kraan, J. Kraus, I. Kravchenko, M. Kreps, J. Kroll, N. Krumnack, M. Kruse, V. Krutelyov, T. Kubo, S. E. Kuhlmann, T. Kuhr, Y. Kusakabe, S. Kwang, A. T. Laasanen, S. Lai, S. Lami, S. Lammel, M. Lancaster, R. L. Lander, K. Lannon, A. Lath, G. Latino, I. Lazzizzera, T. LeCompte, J. Lee, J. Lee, Y. J. Lee, S. W. Lee, R. Lefèvre, N. Leonardo, S. Leone, S. Levy, J. D. Lewis, C. Lin, C. S. Lin, M. Lindgren, E. Lipeles, T. M. Liss, A. Lister, D. O. Litvintsev, T. Liu, N. S. Lockyer, A. Loginov, M. Loreti, P. Loverre, R. S. Lu, D. Lucchesi, P. Lujan, P. Lukens, G. Lungu, L. Lyons, J. Lys, R. Lysak, E. Lytken, P. Mack, D. MacQueen, R. Madrak, K. Maeshima, K. Makhoul, T. Maki, P. Maksimovic, S. Malde, G. Manca, F. Margaroli, R. Marginean, C. Marino, C. P. Marino, A. Martin, M. Martin, V. Martin, M. Martínez, T. Maruyama, P. Mastrandrea, T. Masubuchi, H. Matsunaga, M. E. Mattson, R. Mazini, P. Mazzanti, K. S. McFarland, P. McIntyre, R. McNulty, A. Mehta, P. Mehtala, S. Menzemer, A. Menzione, P. Merkel, C. Mesropian, A. Messina, T. Miao, N. Miladinovic, J. Miles, R. Miller, C. Mills, M. Milnik, A. Mitra, G. Mitselmakher, A. Miyamoto, S. Moed, N. Moggi, B. Mohr, R. Moore, M. Morello, P. Movilla Fernandez, J. Mülmenstädt, A. Mukherjee, Th Muller, R. Mumford, P. Murat, J. Nachtman, A. Nagano, J. Naganoma, I. Nakano, A. Napier, V. Necula, C. Neu, M. S. Neubauer, J. Nielsen, T. Nigmanov, L. Nodulman, O. Norniella, E. Nurse, S. H. Oh, Y. D. Oh, I. Oksuzian, T. Okusawa, R. Oldeman, R. Orava, K. Osterberg, C. Pagliarone, E. Palencia, V. Papadimitriou, A. A. Paramonov, B. Parks, S. Pashapour, J. Patrick, G. Pauletta, M. Paulini, C. Paus, D. E. Pellett, A. Penzo, T. J. Phillips, G. Piacentino, J. Piedra, L. Pinera, K. Pitts, C. Plager, L. Pondrom, X. Portell, O. Poukhov, N. Pounder, F. Prakoshyn, A. Pronko, J. Proudfoot, F. Ptohos, G. Punzi, J. Pursley, J. Rademacker, A. Rahaman, N. Ranjan, S. Rappoccio, B. Reisert, V. Rekovic, P. Renton, M. Rescigno, S. Richter, F. Rimondi, L. Ristori, A. Robson, T. Rodrigo, E. Rogers, S. Rolli, R. Roser, M. Rossi, R. Rossin, A. Ruiz, J. Russ, V. Rusu, H. Saarikko, S. Sabik, A. Safonov, W. K. Sakumoto, G. Salamanna, O. Saltó, D. Saltzberg, C. Sánchez, L. Santi, S. Sarkar, L. Sartori, K. Sato, P. Savard, A. Savoy-Navarro, T. Scheidle, P. Schlabach, E. E. Schmidt, M. P. Schmidt, M. Schmitt, T. Schwarz, L. Scodellaro, A. L. Scott, A. Scribano, F. Scuri, A. Sedov, S. Seidel, Y. Seiya, A. Semenov, L. Sexton-Kennedy, A. Sfyrla, M. D. Shapiro, T. Shears, P. F. Shepard, D. Sherman, M. Shimojima, M. Shochet, Y. Shon, I. Shreyber, A. Sidoti, P. Sinervo, A. Sisakyan, J. Sjolin, A. J. Slaughter, J. Slaunwhite, K. Sliwa, J. R. Smith, F. D. Snider, R. Snihur, M. Soderberg, A. Soha, S. Somalwar, V. Sorin, J. Spalding, F. Spinella, T. Spreitzer, P. Squillacioti, M. Stanitzki, A. Staveris-Polykalas, R. St Denis, B. Stelzer, O. Stelzer-Chilton, D. Stentz, J. Strologas, D. Stuart, J. S. Suh, A. Sukhanov, H. Sun, T. Suzuki, A. Taffard, R. Takashima, Y. Takeuchi, K. Takikawa, M. Tanaka, R. Tanaka, M. Tecchio, P. K. Teng, K. Terashi, J. Thom, A. S. Thompson, E. Thomson, P. Tipton, V. Tiwari, S. Tkaczyk, D. Toback, S. Tokar, K. Tollefson, T. Tomura, D. Tonelli, S. Torre, D. Torretta, S. Tourneur, W. Trischuk, R. Tsuchiya, S. Tsuno, N. Turini, F. Ukegawa, T. Unverhau, S. Uozumi, D. Usynin, S. Vallecorsa, N. Van Remortel, A. Varganov, E. Vataga, F. Vázquez, G. Velev, G. Veramendi, V. Veszpremi, R. Vidal, I. Vila, R. Vilar, T. Vine, I. Vollrath, I. Volobouev, G. Volpi, F. Würthwein, P. Wagner, R. G. Wagner, R. L. Wagner, J. Wagner, W. Wagner, R. Wallny, S. M. Wang, A. Warburton, S. Waschke, D. Waters, W. C. Wester, B. Whitehouse, D. Whiteson, A. B. Wicklund, E. Wicklund, G. Williams, H. H. Williams, P. Wilson, B. L. Winer, P. Wittich, S. Wolbers, C. Wolfe, T. Wright, X. Wu, S. M. Wynne, A. Yagil, K. Yamamoto, J. Yamaoka, T. Yamashita, C. Yang, U. K. Yang, Y. C. Yang, W. M. Yao, G. P. Yeh, J. Yoh, K. Yorita, T. Yoshida, G. B. Yu, I. Yu, S. S. Yu, J. C. Yun, L. Zanello, A. Zanetti, I. Zaw, X. Zhang, J. Zhou, S. Zucchelli

Research output: Contribution to journalArticle

28 Citations (Scopus)

Abstract

We present a measurement of the fractions F0 and F+ of longitudinally polarized and right-handed W bosons in top-quark decays using data collected with the CDF II detector. The data set used in the analysis corresponds to an integrated luminosity of approximately 318pb-1. We select tt̄ candidate events with one lepton, at least four jets, and missing transverse energy. Our helicity measurement uses the decay angle θ*, which is defined as the angle between the momentum of the charged lepton in the W boson rest frame and the W momentum in the top-quark rest frame. The cos θ* distribution in the data is determined by full kinematic reconstruction of the tt̄ candidates. We find F0=0.85-0.22+0.15(stat)±0.06(syst) and F+=0.05-0.05+0.11(stat)±0.03(syst), which is consistent with the standard model prediction. We set an upper limit on the fraction of right-handed W bosons of F+<0.26 at the 95% confidence level.

Original languageEnglish
Article number052001
JournalPhysical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
Volume75
Issue number5
DOIs
Publication statusPublished - Mar 15 2007
Externally publishedYes

    Fingerprint

ASJC Scopus subject areas

  • Nuclear and High Energy Physics
  • Physics and Astronomy (miscellaneous)

Cite this

Abulencia, A., Adelman, J., Affolder, T., Akimoto, T., Albrow, M. G., Ambrose, D., Amerio, S., Amidei, D., Anastassov, A., Anikeev, K., Annovi, A., Antos, J., Aoki, M., Apollinari, G., Arguin, J. F., Arisawa, T., Artikov, A., Ashmanskas, W., Attal, A., ... Zucchelli, S. (2007). Measurement of the helicity fractions of W bosons from top quark decays using fully reconstructed tt̄ events with CDF II. Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 75(5), [052001]. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.75.052001