摘要
We present first evidence for the production of single top quarks in the D0 detector at the Fermilab Tevatron pp̄ collider. The standard model predicts that the electroweak interaction can produce a top quark together with an antibottom quark or light quark, without the antiparticle top-quark partner that is always produced from strong-coupling processes. Top quarks were first observed in pair production in 1995, and since then, single top-quark production has been searched for in ever larger data sets. In this analysis, we select events from a 0.9fb-1 data set that have an electron or muon and missing transverse energy from the decay of a W boson from the top-quark decay, and two, three, or four jets, with one or two of the jets identified as originating from a b hadron decay. The selected events are mostly backgrounds such as W+jets and tt̄ events, which we separate from the expected signals using three multivariate analysis techniques: boosted decision trees, Bayesian neural networks, and matrix-element calculations. A binned likelihood fit of the signal cross section plus background to the data from the combination of the results from the three analysis methods gives a cross section for single top-quark production of σ(pp̄→tb+X,tqb+X)=4.7±1.3pb. The probability to measure a cross section at this value or higher in the absence of signal is 0.014%, corresponding to a 3.6 standard deviation significance. The measured cross section value is compatible at the 10% level with the standard model prediction for electroweak top-quark production. We use the cross section measurement to directly determine the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa quark mixing matrix element that describes the Wtb coupling and find |Vtbf1L|=1.31-0.21+0.25, where f1L is a generic vector coupling. This model-independent measurement translates into 0.68<|Vtb|≤1 at the 95% C.L. in the standard model.
| 源语言 | 英语 |
|---|---|
| 期刊论文编号 | 012005 |
| 期刊 | Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology |
| 卷 | 78 |
| 期 | 1 |
| DOI | |
| 出版状态 | 已出版 - 14 7月 2008 |
| 已对外发布 | 是 |
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在: Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 卷 78, 号码 1, 012005, 14.07.2008.
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TY - JOUR
T1 - Evidence for production of single top quarks
AU - Abazov, V. M.
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AU - Zivkovic, L.
AU - Zutshi, V.
AU - Zverev, E. G.
PY - 2008/7/14
Y1 - 2008/7/14
N2 - We present first evidence for the production of single top quarks in the D0 detector at the Fermilab Tevatron pp̄ collider. The standard model predicts that the electroweak interaction can produce a top quark together with an antibottom quark or light quark, without the antiparticle top-quark partner that is always produced from strong-coupling processes. Top quarks were first observed in pair production in 1995, and since then, single top-quark production has been searched for in ever larger data sets. In this analysis, we select events from a 0.9fb-1 data set that have an electron or muon and missing transverse energy from the decay of a W boson from the top-quark decay, and two, three, or four jets, with one or two of the jets identified as originating from a b hadron decay. The selected events are mostly backgrounds such as W+jets and tt̄ events, which we separate from the expected signals using three multivariate analysis techniques: boosted decision trees, Bayesian neural networks, and matrix-element calculations. A binned likelihood fit of the signal cross section plus background to the data from the combination of the results from the three analysis methods gives a cross section for single top-quark production of σ(pp̄→tb+X,tqb+X)=4.7±1.3pb. The probability to measure a cross section at this value or higher in the absence of signal is 0.014%, corresponding to a 3.6 standard deviation significance. The measured cross section value is compatible at the 10% level with the standard model prediction for electroweak top-quark production. We use the cross section measurement to directly determine the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa quark mixing matrix element that describes the Wtb coupling and find |Vtbf1L|=1.31-0.21+0.25, where f1L is a generic vector coupling. This model-independent measurement translates into 0.68<|Vtb|≤1 at the 95% C.L. in the standard model.
AB - We present first evidence for the production of single top quarks in the D0 detector at the Fermilab Tevatron pp̄ collider. The standard model predicts that the electroweak interaction can produce a top quark together with an antibottom quark or light quark, without the antiparticle top-quark partner that is always produced from strong-coupling processes. Top quarks were first observed in pair production in 1995, and since then, single top-quark production has been searched for in ever larger data sets. In this analysis, we select events from a 0.9fb-1 data set that have an electron or muon and missing transverse energy from the decay of a W boson from the top-quark decay, and two, three, or four jets, with one or two of the jets identified as originating from a b hadron decay. The selected events are mostly backgrounds such as W+jets and tt̄ events, which we separate from the expected signals using three multivariate analysis techniques: boosted decision trees, Bayesian neural networks, and matrix-element calculations. A binned likelihood fit of the signal cross section plus background to the data from the combination of the results from the three analysis methods gives a cross section for single top-quark production of σ(pp̄→tb+X,tqb+X)=4.7±1.3pb. The probability to measure a cross section at this value or higher in the absence of signal is 0.014%, corresponding to a 3.6 standard deviation significance. The measured cross section value is compatible at the 10% level with the standard model prediction for electroweak top-quark production. We use the cross section measurement to directly determine the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa quark mixing matrix element that describes the Wtb coupling and find |Vtbf1L|=1.31-0.21+0.25, where f1L is a generic vector coupling. This model-independent measurement translates into 0.68<|Vtb|≤1 at the 95% C.L. in the standard model.
UR - https://www.scopus.com/pages/publications/47649097826
U2 - 10.1103/PhysRevD.78.012005
DO - 10.1103/PhysRevD.78.012005
M3 - 文章
AN - SCOPUS:47649097826
SN - 1550-7998
VL - 78
JO - Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
JF - Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
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M1 - 012005
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