Study of top quark production and decays involving a tau lepton at CDF and limits on a charged Higgs boson contribution

T. Aaltonen, S. Amerio, D. Amidei, A. Anastassov, A. Annovi, J. Antos, G. Apollinari, J. A. Appel, T. Arisawa, A. Artikov, J. Asaadi, W. Ashmanskas, B. Auerbach, A. Aurisano, F. Azfar, W. Badgett, T. Bae, A. Barbaro-Galtieri, V. E. Barnes, B. A. BarnettP. Barria, P. Bartos, M. Bauce, F. Bedeschi, S. Behari, G. Bellettini, J. Bellinger, D. Benjamin, A. Beretvas, A. Bhatti, K. R. Bland, B. Blumenfeld, A. Bocci, A. Bodek, D. Bortoletto, J. Boudreau, A. Boveia, L. Brigliadori, C. Bromberg, E. Brucken, J. Budagov, H. S. Budd, K. Burkett, G. Busetto, P. Bussey, P. Butti, A. Buzatu, A. Calamba, S. Camarda, M. Campanelli, F. Canelli, B. Carls, D. Carlsmith, R. Carosi, S. Carrillo, B. Casal, M. Casarsa, A. Castro, P. Catastini, D. Cauz, V. Cavaliere, M. Cavalli-Sforza, A. Cerri, L. Cerrito, Y. C. Chen, M. Chertok, G. Chiarelli, G. Chlachidze, K. Cho, D. Chokheli, A. Clark, C. Clarke, M. E. Convery, J. Conway, M. Corbo, M. Cordelli, C. A. Cox, D. J. Cox, M. Cremonesi, D. Cruz, J. Cuevas, R. Culbertson, N. D'Ascenzo, M. Datta, P. De Barbaro, L. Demortier, M. Deninno, M. D'Errico, F. Devoto, A. Di Canto, B. Di Ruzza, J. R. Dittmann, S. Donati, M. D'Onofrio, M. Dorigo, A. Driutti, K. Ebina, R. Edgar, A. Elagin, R. Erbacher, S. Errede, B. Esham, S. Farrington, J. P. Fernández Ramos, R. Field, G. Flanagan, R. Forrest, M. Franklin, J. C. Freeman, H. Frisch, Y. Funakoshi, C. Galloni, A. F. Garfinkel, P. Garosi, H. Gerberich, E. Gerchtein, S. Giagu, V. Giakoumopoulou, K. Gibson, C. M. Ginsburg, N. Giokaris, P. Giromini, G. Giurgiu, V. Glagolev, D. Glenzinski, M. Gold, D. Goldin, A. Golossanov, G. Gomez, G. Gomez-Ceballos, M. Goncharov, O. González López, I. Gorelov, A. T. Goshaw, K. Goulianos, E. Gramellini, S. Grinstein, C. Grosso-Pilcher, R. C. Group, J. Guimaraes Da Costa, S. R. Hahn, J. Y. Han, F. Happacher, K. Hara, M. Hare, R. F. Harr, T. Harrington-Taber, K. Hatakeyama, C. Hays, J. Heinrich, M. Herndon, A. Hocker, Z. Hong, W. Hopkins, S. Hou, R. E. Hughes, U. Husemann, M. Hussein, J. Huston, G. Introzzi, M. Iori, A. Ivanov, E. James, D. Jang, B. Jayatilaka, E. J. Jeon, S. Jindariani, M. Jones, K. K. Joo, S. Y. Jun, T. R. Junk, M. Kambeitz, T. Kamon, P. E. Karchin, A. Kasmi, Y. Kato, W. Ketchum, J. Keung, B. Kilminster, D. H. Kim, H. S. Kim, J. E. Kim, M. J. Kim, S. H. Kim, S. B. Kim, Y. J. Kim, Y. K. Kim, N. Kimura, M. Kirby, K. Knoepfel, K. Kondo, D. J. Kong, J. Konigsberg, A. V. Kotwal, M. Kreps, J. Kroll, M. Kruse, T. Kuhr, M. Kurata, A. T. Laasanen, S. Lammel, M. Lancaster, K. Lannon, G. Latino, H. S. Lee, J. S. Lee, S. Leo, S. Leone, J. D. Lewis, A. Limosani, E. Lipeles, A. Lister, H. Liu, Q. Liu, T. Liu, S. Lockwitz, A. Loginov, D. Lucchesi, A. Lucà, J. Lueck, P. Lujan, P. Lukens, G. Lungu, J. Lys, R. Lysak, R. Madrak, P. Maestro, S. Malik, G. Manca, A. Manousakis-Katsikakis, L. Marchese, F. Margaroli, P. Marino, M. Martínez, K. Matera, M. E. Mattson, A. Mazzacane, P. Mazzanti, R. McNulty, A. Mehta, P. Mehtala, C. Mesropian, T. Miao, D. Mietlicki, A. Mitra, H. Miyake, S. Moed, N. Moggi, C. S. Moon, R. Moore, M. J. Morello, A. Mukherjee, Th Muller, P. Murat, M. Mussini, J. Nachtman, Y. Nagai, J. Naganoma, I. Nakano, A. Napier, J. Nett, C. Neu, T. Nigmanov, L. Nodulman, S. Y. Noh, O. Norniella, L. Oakes, S. H. Oh, Y. D. Oh, I. Oksuzian, T. Okusawa, R. Orava, L. Ortolan, C. Pagliarone, E. Palencia, P. Palni, V. Papadimitriou, W. Parker, G. Pauletta, M. Paulini, C. Paus, T. J. Phillips, G. Piacentino, E. Pianori, J. Pilot, K. Pitts, C. Plager, L. Pondrom, S. Poprocki, K. Potamianos, A. Pranko, F. Prokoshin, F. Ptohos, G. Punzi, N. Ranjan, I. Redondo Fernández, P. Renton, M. Rescigno, F. Rimondi, L. Ristori, C. Rizzi, A. Robson, T. Rodriguez, S. Rolli, M. Ronzani, R. Roser, J. L. Rosner, F. Ruffini, A. Ruiz, J. Russ, V. Rusu, W. K. Sakumoto, Y. Sakurai, L. Santi, K. Sato, V. Saveliev, A. Savoy-Navarro, P. Schlabach, E. E. Schmidt, T. Schwarz, L. Scodellaro, F. Scuri, S. Seidel, Y. Seiya, A. Semenov, F. Sforza, S. Z. Shalhout, T. Shears, P. F. Shepard, M. Shimojima, M. Shochet, I. Shreyber-Tecker, A. Simonenko, K. Sliwa, J. R. Smith, F. D. Snider, H. Song, V. Sorin, R. St. Denis, M. Stancari, D. Stentz, J. Strologas, Y. Sudo, A. Sukhanov, I. Suslov, K. Takemasa, Y. Takeuchi, J. Tang, M. Tecchio, P. K. Teng, J. Thom, E. Thomson, V. Thukral, D. Toback, S. Tokar, K. Tollefson, T. Tomura, D. Tonelli, S. Torre, D. Torretta, P. Totaro, M. Trovato, F. Ukegawa, S. Uozumi, G. Velev, C. Vellidis, C. Vernieri, M. Vidal, R. Vilar, J. Vizán, M. Vogel, G. Volpi, F. Vázquez, P. Wagner, R. Wallny, S. M. Wang, D. Waters, W. C. Wester, D. Whiteson, A. B. Wicklund, S. Wilbur, H. H. Williams, J. S. Wilson, P. Wilson, B. L. Winer, P. Wittich, S. Wolbers, H. Wolfe, T. Wright, X. Wu, Z. Wu, K. Yamamoto, D. Yamato, T. Yang, U. K. Yang, Y. C. Yang, W. M. Yao, G. P. Yeh, K. Yi, J. Yoh, K. Yorita, T. Yoshida, G. B. Yu, I. Yu, A. M. Zanetti, Y. Zeng, C. Zhou, S. Zucchelli

Research output: Contribution to journalArticle

12 Citations (Scopus)

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 languageEnglish
Article number091101
JournalPhysical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
Volume89
Issue number9
DOIs
Publication statusPublished - 2014 May 13

    Fingerprint

ASJC Scopus subject areas

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

Cite this

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., ... Zucchelli, S. (2014). Study of top quark production and decays involving a tau lepton at CDF and limits on a charged Higgs boson contribution. Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 89(9), [091101]. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.89.091101