Measurement of the helicity fractions of W bosons from top quark decays using fully reconstructed t(t)over-bar events with CDF II

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

doi:10.1103/PhysRevD.75.052001

We present a measurement of the fractions F(0) 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 318 pb(-1). We select t (t) over bar candidate events with one lepton, at least four jets, and missing transverse energy. Our helicity measurement uses the decay angle theta(*), 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 theta(*) distribution in the data is determined by full kinematic reconstruction of the t (t) over bar candidates. We find F(0)=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.

A., A., J., A., T., A., T., A., M. G., A., D., A., et al. (2007). Measurement of the helicity fractions of W bosons from top quark decays using fully reconstructed t(t)over-bar events with CDF II. PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY, 75(5), 052001-1-052001-11 [10.1103/PhysRevD.75.052001].