Abstract
We present an analysis of top-antitop quark production and decay into a tau lepton, tau neutrino, and bottom quark using data from 9fb-1 of integrated luminosity at the Collider Detector at Fermilab. Dilepton events, where one lepton is an energetic electron or muon and the other a hadronically decaying tau lepton, originating from proton-antiproton collisions at s=1.96TeV, are used. A top-antitop quark production cross section of 8.1±2.1pb is measured, assuming standard-model top quark decays. By separately identifying for the first time the single-tau and the ditau components, we measure the branching fraction of the top quark into the tau lepton, tau neutrino, and bottom quark to be (9.6±2.8)%. The branching fraction of top quark decays into a charged Higgs boson and a bottom quark, which would imply violation of lepton universality, is limited to be less than 5.9% at a 95% confidence level [for B(H-→τν̄)=1].
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 091101 |
| Journal | Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology |
| Volume | 89 |
| Issue number | 9 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - May 13 2014 |
| Externally published | Yes |
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- Nuclear and High Energy Physics
- Physics and Astronomy (miscellaneous)
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Study of top quark production and decays involving a tau lepton at CDF and limits on a charged Higgs boson contribution. / Aaltonen, T.; Amerio, S.; Amidei, D.; Anastassov, A.; Annovi, A.; Antos, J.; Apollinari, G.; Appel, J. A.; Arisawa, T.; Artikov, A.; Asaadi, J.; Ashmanskas, W.; Auerbach, B.; Aurisano, A.; Azfar, F.; Badgett, W.; Bae, T.; Barbaro-Galtieri, A.; Barnes, V. E.; Barnett, B. A.; Barria, P.; Bartos, P.; Bauce, M.; Bedeschi, F.; Behari, S.; Bellettini, G.; Bellinger, J.; Benjamin, D.; Beretvas, A.; Bhatti, A.; Bland, K. R.; Blumenfeld, B.; Bocci, A.; Bodek, A.; Bortoletto, D.; Boudreau, J.; Boveia, A.; Brigliadori, L.; Bromberg, C.; Brucken, E.; Budagov, J.; Budd, H. S.; Burkett, K.; Busetto, G.; Bussey, P.; Butti, P.; Buzatu, A.; Calamba, A.; Camarda, S.; Campanelli, M.; Canelli, F.; Carls, B.; Carlsmith, D.; Carosi, R.; Carrillo, S.; Casal, B.; Casarsa, M.; Castro, A.; Catastini, P.; Cauz, D.; Cavaliere, V.; Cavalli-Sforza, M.; Cerri, A.; Cerrito, L.; Chen, Y. C.; Chertok, M.; Chiarelli, G.; Chlachidze, G.; Cho, K.; Chokheli, D.; Clark, A.; Clarke, C.; Convery, M. E.; Conway, J.; Corbo, M.; Cordelli, M.; Cox, C. A.; Cox, D. J.; Cremonesi, M.; Cruz, D.; Cuevas, J.; Culbertson, R.; D'Ascenzo, N.; Datta, M.; De Barbaro, P.; Demortier, L.; Deninno, M.; D'Errico, M.; Devoto, F.; Di Canto, A.; Di Ruzza, B.; Dittmann, J. R.; Donati, S.; D'Onofrio, M.; Dorigo, M.; Driutti, A.; Ebina, K.; Edgar, R.; Elagin, A.; Erbacher, R.; Errede, S.; Esham, B.; Farrington, S.; Fernández Ramos, J. P.; Field, R.; Flanagan, G.; Forrest, R.; Franklin, M.; Freeman, J. C.; Frisch, H.; Funakoshi, Y.; Galloni, C.; Garfinkel, A. F.; Garosi, P.; Gerberich, H.; Gerchtein, E.; Giagu, S.; Giakoumopoulou, V.; Gibson, K.; Ginsburg, C. M.; Giokaris, N.; Giromini, P.; Giurgiu, G.; Glagolev, V.; Glenzinski, D.; Gold, M.; Goldin, D.; Golossanov, A.; Gomez, G.; Gomez-Ceballos, G.; Goncharov, M.; González López, O.; Gorelov, I.; Goshaw, A. T.; Goulianos, K.; Gramellini, E.; Grinstein, S.; Grosso-Pilcher, C.; Group, R. C.; Guimaraes Da Costa, J.; Hahn, S. R.; Han, J. Y.; Happacher, F.; Hara, K.; Hare, M.; Harr, R. F.; Harrington-Taber, T.; Hatakeyama, K.; Hays, C.; Heinrich, J.; Herndon, M.; Hocker, A.; Hong, Z.; Hopkins, W.; Hou, S.; Hughes, R. E.; Husemann, U.; Hussein, M.; Huston, J.; Introzzi, G.; Iori, M.; Ivanov, A.; James, E.; Jang, D.; Jayatilaka, B.; Jeon, E. J.; Jindariani, S.; Jones, M.; Joo, K. K.; Jun, S. Y.; Junk, T. R.; Kambeitz, M.; Kamon, T.; Karchin, P. E.; Kasmi, A.; Kato, Y.; Ketchum, W.; Keung, J.; Kilminster, B.; Kim, D. H.; Kim, H. S.; Kim, J. E.; Kim, M. J.; Kim, S. H.; Kim, S. B.; Kim, Y. J.; Kim, Y. K.; Kimura, N.; Kirby, M.; Knoepfel, K.; Kondo, K.; Kong, D. J.; Konigsberg, J.; Kotwal, A. V.; Kreps, M.; Kroll, J.; Kruse, M.; Kuhr, T.; Kurata, M.; Laasanen, A. T.; Lammel, S.; Lancaster, M.; Lannon, K.; Latino, G.; Lee, H. S.; Lee, J. S.; Leo, S.; Leone, S.; Lewis, J. D.; Limosani, A.; Lipeles, E.; Lister, A.; Liu, H.; Liu, Q.; Liu, T.; Lockwitz, S.; Loginov, A.; Lucchesi, D.; Lucà, A.; Lueck, J.; Lujan, P.; Lukens, P.; Lungu, G.; Lys, J.; Lysak, R.; Madrak, R.; Maestro, P.; Malik, S.; Manca, G.; Manousakis-Katsikakis, A.; Marchese, L.; Margaroli, F.; Marino, P.; Martínez, M.; Matera, K.; Mattson, M. E.; Mazzacane, A.; Mazzanti, P.; McNulty, R.; Mehta, A.; Mehtala, P.; Mesropian, C.; Miao, T.; Mietlicki, D.; Mitra, A.; Miyake, H.; Moed, S.; Moggi, N.; Moon, C. S.; Moore, R.; Morello, M. J.; Mukherjee, A.; Muller, Th; Murat, P.; Mussini, M.; Nachtman, J.; Nagai, Y.; Naganoma, J.; Nakano, I.; Napier, A.; Nett, J.; Neu, C.; Nigmanov, T.; Nodulman, L.; Noh, S. Y.; Norniella, O.; Oakes, L.; Oh, S. H.; Oh, Y. D.; Oksuzian, I.; Okusawa, T.; Orava, R.; Ortolan, L.; Pagliarone, C.; Palencia, E.; Palni, P.; Papadimitriou, V.; Parker, W.; Pauletta, G.; Paulini, M.; Paus, C.; Phillips, T. J.; Piacentino, G.; Pianori, E.; Pilot, J.; Pitts, K.; Plager, C.; Pondrom, L.; Poprocki, S.; Potamianos, K.; Pranko, A.; Prokoshin, F.; Ptohos, F.; Punzi, G.; Ranjan, N.; Redondo Fernández, I.; Renton, P.; Rescigno, M.; Rimondi, F.; Ristori, L.; Rizzi, C.; Robson, A.; Rodriguez, T.; Rolli, S.; Ronzani, M.; Roser, R.; Rosner, J. L.; Ruffini, F.; Ruiz, A.; Russ, J.; Rusu, V.; Sakumoto, W. K.; Sakurai, Y.; Santi, L.; Sato, K.; Saveliev, V.; Savoy-Navarro, A.; Schlabach, P.; Schmidt, E. E.; Schwarz, T.; Scodellaro, L.; Scuri, F.; Seidel, S.; Seiya, Y.; Semenov, A.; Sforza, F.; Shalhout, S. Z.; Shears, T.; Shepard, P. F.; Shimojima, M.; Shochet, M.; Shreyber-Tecker, I.; Simonenko, A.; Sliwa, K.; Smith, J. R.; Snider, F. D.; Song, H.; Sorin, V.; St. Denis, R.; Stancari, M.; Stentz, D.; Strologas, J.; Sudo, Y.; Sukhanov, A.; Suslov, I.; Takemasa, K.; Takeuchi, Y.; Tang, J.; Tecchio, M.; Teng, P. K.; Thom, J.; Thomson, E.; Thukral, V.; Toback, D.; Tokar, S.; Tollefson, K.; Tomura, T.; Tonelli, D.; Torre, S.; Torretta, D.; Totaro, P.; Trovato, M.; Ukegawa, F.; Uozumi, S.; Velev, G.; Vellidis, C.; Vernieri, C.; Vidal, M.; Vilar, R.; Vizán, J.; Vogel, M.; Volpi, G.; Vázquez, F.; Wagner, P.; Wallny, R.; Wang, S. M.; Waters, D.; Wester, W. C.; Whiteson, D.; Wicklund, A. B.; Wilbur, S.; Williams, H. H.; Wilson, J. S.; Wilson, P.; Winer, B. L.; Wittich, P.; Wolbers, S.; Wolfe, H.; Wright, T.; Wu, X.; Wu, Z.; Yamamoto, K.; Yamato, D.; Yang, T.; Yang, U. K.; Yang, Y. C.; Yao, W. M.; Yeh, G. P.; Yi, K.; Yoh, J.; Yorita, K.; Yoshida, T.; Yu, G. B.; Yu, I.; Zanetti, A. M.; Zeng, Y.; Zhou, C.; Zucchelli, S.
In: Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, Vol. 89, No. 9, 091101, 13.05.2014.Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
}
TY - JOUR
T1 - Study of top quark production and decays involving a tau lepton at CDF and limits on a charged Higgs boson contribution
AU - Aaltonen, T.
AU - Amerio, S.
AU - Amidei, D.
AU - Anastassov, A.
AU - Annovi, A.
AU - Antos, J.
AU - Apollinari, G.
AU - Appel, J. A.
AU - Arisawa, T.
AU - Artikov, A.
AU - Asaadi, J.
AU - Ashmanskas, W.
AU - Auerbach, B.
AU - Aurisano, A.
AU - Azfar, F.
AU - Badgett, W.
AU - Bae, T.
AU - Barbaro-Galtieri, A.
AU - Barnes, V. E.
AU - Barnett, B. A.
AU - Barria, P.
AU - Bartos, P.
AU - Bauce, M.
AU - Bedeschi, F.
AU - Behari, S.
AU - Bellettini, G.
AU - Bellinger, J.
AU - Benjamin, D.
AU - Beretvas, A.
AU - Bhatti, A.
AU - Bland, K. R.
AU - Blumenfeld, B.
AU - Bocci, A.
AU - Bodek, A.
AU - Bortoletto, D.
AU - Boudreau, J.
AU - Boveia, A.
AU - Brigliadori, L.
AU - Bromberg, C.
AU - Brucken, E.
AU - Budagov, J.
AU - Budd, H. S.
AU - Burkett, K.
AU - Busetto, G.
AU - Bussey, P.
AU - Butti, P.
AU - Buzatu, A.
AU - Calamba, A.
AU - Camarda, S.
AU - Campanelli, M.
AU - Canelli, F.
AU - Carls, B.
AU - Carlsmith, D.
AU - Carosi, R.
AU - Carrillo, S.
AU - Casal, B.
AU - Casarsa, M.
AU - Castro, A.
AU - Catastini, P.
AU - Cauz, D.
AU - Cavaliere, V.
AU - Cavalli-Sforza, M.
AU - Cerri, A.
AU - Cerrito, L.
AU - Chen, Y. C.
AU - Chertok, M.
AU - Chiarelli, G.
AU - Chlachidze, G.
AU - Cho, K.
AU - Chokheli, D.
AU - Clark, A.
AU - Clarke, C.
AU - Convery, M. E.
AU - Conway, J.
AU - Corbo, M.
AU - Cordelli, M.
AU - Cox, C. A.
AU - Cox, D. J.
AU - Cremonesi, M.
AU - Cruz, D.
AU - Cuevas, J.
AU - Culbertson, R.
AU - D'Ascenzo, N.
AU - Datta, M.
AU - De Barbaro, P.
AU - Demortier, L.
AU - Deninno, M.
AU - D'Errico, M.
AU - Devoto, F.
AU - Di Canto, A.
AU - Di Ruzza, B.
AU - Dittmann, J. R.
AU - Donati, S.
AU - D'Onofrio, M.
AU - Dorigo, M.
AU - Driutti, A.
AU - Ebina, K.
AU - Edgar, R.
AU - Elagin, A.
AU - Erbacher, R.
AU - Errede, S.
AU - Esham, B.
AU - Farrington, S.
AU - Fernández Ramos, J. P.
AU - Field, R.
AU - Flanagan, G.
AU - Forrest, R.
AU - Franklin, M.
AU - Freeman, J. C.
AU - Frisch, H.
AU - Funakoshi, Y.
AU - Galloni, C.
AU - Garfinkel, A. F.
AU - Garosi, P.
AU - Gerberich, H.
AU - Gerchtein, E.
AU - Giagu, S.
AU - Giakoumopoulou, V.
AU - Gibson, K.
AU - Ginsburg, C. M.
AU - Giokaris, N.
AU - Giromini, P.
AU - Giurgiu, G.
AU - Glagolev, V.
AU - Glenzinski, D.
AU - Gold, M.
AU - Goldin, D.
AU - Golossanov, A.
AU - Gomez, G.
AU - Gomez-Ceballos, G.
AU - Goncharov, M.
AU - González López, O.
AU - Gorelov, I.
AU - Goshaw, A. T.
AU - Goulianos, K.
AU - Gramellini, E.
AU - Grinstein, S.
AU - Grosso-Pilcher, C.
AU - Group, R. C.
AU - Guimaraes Da Costa, J.
AU - Hahn, S. R.
AU - Han, J. Y.
AU - Happacher, F.
AU - Hara, K.
AU - Hare, M.
AU - Harr, R. F.
AU - Harrington-Taber, T.
AU - Hatakeyama, K.
AU - Hays, C.
AU - Heinrich, J.
AU - Herndon, M.
AU - Hocker, A.
AU - Hong, Z.
AU - Hopkins, W.
AU - Hou, S.
AU - Hughes, R. E.
AU - Husemann, U.
AU - Hussein, M.
AU - Huston, J.
AU - Introzzi, G.
AU - Iori, M.
AU - Ivanov, A.
AU - James, E.
AU - Jang, D.
AU - Jayatilaka, B.
AU - Jeon, E. J.
AU - Jindariani, S.
AU - Jones, M.
AU - Joo, K. K.
AU - Jun, S. Y.
AU - Junk, T. R.
AU - Kambeitz, M.
AU - Kamon, T.
AU - Karchin, P. E.
AU - Kasmi, A.
AU - Kato, Y.
AU - Ketchum, W.
AU - Keung, J.
AU - Kilminster, B.
AU - Kim, D. H.
AU - Kim, H. S.
AU - Kim, J. E.
AU - Kim, M. J.
AU - Kim, S. H.
AU - Kim, S. B.
AU - Kim, Y. J.
AU - Kim, Y. K.
AU - Kimura, N.
AU - Kirby, M.
AU - Knoepfel, K.
AU - Kondo, K.
AU - Kong, D. J.
AU - Konigsberg, J.
AU - Kotwal, A. V.
AU - Kreps, M.
AU - Kroll, J.
AU - Kruse, M.
AU - Kuhr, T.
AU - Kurata, M.
AU - Laasanen, A. T.
AU - Lammel, S.
AU - Lancaster, M.
AU - Lannon, K.
AU - Latino, G.
AU - Lee, H. S.
AU - Lee, J. S.
AU - Leo, S.
AU - Leone, S.
AU - Lewis, J. D.
AU - Limosani, A.
AU - Lipeles, E.
AU - Lister, A.
AU - Liu, H.
AU - Liu, Q.
AU - Liu, T.
AU - Lockwitz, S.
AU - Loginov, A.
AU - Lucchesi, D.
AU - Lucà, A.
AU - Lueck, J.
AU - Lujan, P.
AU - Lukens, P.
AU - Lungu, G.
AU - Lys, J.
AU - Lysak, R.
AU - Madrak, R.
AU - Maestro, P.
AU - Malik, S.
AU - Manca, G.
AU - Manousakis-Katsikakis, A.
AU - Marchese, L.
AU - Margaroli, F.
AU - Marino, P.
AU - Martínez, M.
AU - Matera, K.
AU - Mattson, M. E.
AU - Mazzacane, A.
AU - Mazzanti, P.
AU - McNulty, R.
AU - Mehta, A.
AU - Mehtala, P.
AU - Mesropian, C.
AU - Miao, T.
AU - Mietlicki, D.
AU - Mitra, A.
AU - Miyake, H.
AU - Moed, S.
AU - Moggi, N.
AU - Moon, C. S.
AU - Moore, R.
AU - Morello, M. J.
AU - Mukherjee, A.
AU - Muller, Th
AU - Murat, P.
AU - Mussini, M.
AU - Nachtman, J.
AU - Nagai, Y.
AU - Naganoma, J.
AU - Nakano, I.
AU - Napier, A.
AU - Nett, J.
AU - Neu, C.
AU - Nigmanov, T.
AU - Nodulman, L.
AU - Noh, S. Y.
AU - Norniella, O.
AU - Oakes, L.
AU - Oh, S. H.
AU - Oh, Y. D.
AU - Oksuzian, I.
AU - Okusawa, T.
AU - Orava, R.
AU - Ortolan, L.
AU - Pagliarone, C.
AU - Palencia, E.
AU - Palni, P.
AU - Papadimitriou, V.
AU - Parker, W.
AU - Pauletta, G.
AU - Paulini, M.
AU - Paus, C.
AU - Phillips, T. J.
AU - Piacentino, G.
AU - Pianori, E.
AU - Pilot, J.
AU - Pitts, K.
AU - Plager, C.
AU - Pondrom, L.
AU - Poprocki, S.
AU - Potamianos, K.
AU - Pranko, A.
AU - Prokoshin, F.
AU - Ptohos, F.
AU - Punzi, G.
AU - Ranjan, N.
AU - Redondo Fernández, I.
AU - Renton, P.
AU - Rescigno, M.
AU - Rimondi, F.
AU - Ristori, L.
AU - Rizzi, C.
AU - Robson, A.
AU - Rodriguez, T.
AU - Rolli, S.
AU - Ronzani, M.
AU - Roser, R.
AU - Rosner, J. L.
AU - Ruffini, F.
AU - Ruiz, A.
AU - Russ, J.
AU - Rusu, V.
AU - Sakumoto, W. K.
AU - Sakurai, Y.
AU - Santi, L.
AU - Sato, K.
AU - Saveliev, V.
AU - Savoy-Navarro, A.
AU - Schlabach, P.
AU - Schmidt, E. E.
AU - Schwarz, T.
AU - Scodellaro, L.
AU - Scuri, F.
AU - Seidel, S.
AU - Seiya, Y.
AU - Semenov, A.
AU - Sforza, F.
AU - Shalhout, S. Z.
AU - Shears, T.
AU - Shepard, P. F.
AU - Shimojima, M.
AU - Shochet, M.
AU - Shreyber-Tecker, I.
AU - Simonenko, A.
AU - Sliwa, K.
AU - Smith, J. R.
AU - Snider, F. D.
AU - Song, H.
AU - Sorin, V.
AU - St. Denis, R.
AU - Stancari, M.
AU - Stentz, D.
AU - Strologas, J.
AU - Sudo, Y.
AU - Sukhanov, A.
AU - Suslov, I.
AU - Takemasa, K.
AU - Takeuchi, Y.
AU - Tang, J.
AU - Tecchio, M.
AU - Teng, P. K.
AU - Thom, J.
AU - Thomson, E.
AU - Thukral, V.
AU - Toback, D.
AU - Tokar, S.
AU - Tollefson, K.
AU - Tomura, T.
AU - Tonelli, D.
AU - Torre, S.
AU - Torretta, D.
AU - Totaro, P.
AU - Trovato, M.
AU - Ukegawa, F.
AU - Uozumi, S.
AU - Velev, G.
AU - Vellidis, C.
AU - Vernieri, C.
AU - Vidal, M.
AU - Vilar, R.
AU - Vizán, J.
AU - Vogel, M.
AU - Volpi, G.
AU - Vázquez, F.
AU - Wagner, P.
AU - Wallny, R.
AU - Wang, S. M.
AU - Waters, D.
AU - Wester, W. C.
AU - Whiteson, D.
AU - Wicklund, A. B.
AU - Wilbur, S.
AU - Williams, H. H.
AU - Wilson, J. S.
AU - Wilson, P.
AU - Winer, B. L.
AU - Wittich, P.
AU - Wolbers, S.
AU - Wolfe, H.
AU - Wright, T.
AU - Wu, X.
AU - Wu, Z.
AU - Yamamoto, K.
AU - Yamato, D.
AU - Yang, T.
AU - Yang, U. K.
AU - Yang, Y. C.
AU - Yao, W. M.
AU - Yeh, G. P.
AU - Yi, K.
AU - Yoh, J.
AU - Yorita, K.
AU - Yoshida, T.
AU - Yu, G. B.
AU - Yu, I.
AU - Zanetti, A. M.
AU - Zeng, Y.
AU - Zhou, C.
AU - Zucchelli, S.
PY - 2014/5/13
Y1 - 2014/5/13
N2 - We present an analysis of top-antitop quark production and decay into a tau lepton, tau neutrino, and bottom quark using data from 9fb-1 of integrated luminosity at the Collider Detector at Fermilab. Dilepton events, where one lepton is an energetic electron or muon and the other a hadronically decaying tau lepton, originating from proton-antiproton collisions at s=1.96TeV, are used. A top-antitop quark production cross section of 8.1±2.1pb is measured, assuming standard-model top quark decays. By separately identifying for the first time the single-tau and the ditau components, we measure the branching fraction of the top quark into the tau lepton, tau neutrino, and bottom quark to be (9.6±2.8)%. The branching fraction of top quark decays into a charged Higgs boson and a bottom quark, which would imply violation of lepton universality, is limited to be less than 5.9% at a 95% confidence level [for B(H-→τν̄)=1].
AB - We present an analysis of top-antitop quark production and decay into a tau lepton, tau neutrino, and bottom quark using data from 9fb-1 of integrated luminosity at the Collider Detector at Fermilab. Dilepton events, where one lepton is an energetic electron or muon and the other a hadronically decaying tau lepton, originating from proton-antiproton collisions at s=1.96TeV, are used. A top-antitop quark production cross section of 8.1±2.1pb is measured, assuming standard-model top quark decays. By separately identifying for the first time the single-tau and the ditau components, we measure the branching fraction of the top quark into the tau lepton, tau neutrino, and bottom quark to be (9.6±2.8)%. The branching fraction of top quark decays into a charged Higgs boson and a bottom quark, which would imply violation of lepton universality, is limited to be less than 5.9% at a 95% confidence level [for B(H-→τν̄)=1].
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=84900858956&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=84900858956&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1103/PhysRevD.89.091101
DO - 10.1103/PhysRevD.89.091101
M3 - Article
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