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Title: Analysis of the Wtb vertex from the measurement of triple-differential angular decay rates of single top quarks produced in the t-channel at $$ \sqrt{s}=8 $$ TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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The electroweak production and subsequent decay of single top quarks in the t-channel is determined by the properties of the Wtb vertex, which can be described by the complex parameters of an effective Lagrangian. We use an analysis of a triple-differential decay rate in t-channel production to simultaneously determine five generalised helicity fractions and phases, as well as the polarisation of the produced top quark. The complex parameters are then constrained. This analysis is based on 20.2 fb–1 of proton-proton collision data at a centre-of-mass energy of 8 TeV collected with the ATLAS detector at the LHC. The fraction of decays containing transversely polarised W bosons is measured to be f1 = 0.30 ± 0.05. The phase between amplitudes for transversely and longitudinally polarised W bosons recoiling against left-handed b-quarks is measured to be δ -= 0.002π +0.017π+0.016π, giving no indication of CP violation. The fractions of longitudinal or transverse W bosons accompanied by right-handed b-quarks are also constrained. Based on these measurements, limits are placed at 95% CL on the ratio of the complex coupling parameters Re [gR/VL ϵ [-0.12, 0.17] and Im [gR/VL ϵ [-0.07, 0.06]. Constraints are also placed on the ratios |VR/V L| and |gL/VL|. Additionally, the polarisation of single top quarks in the t-channel is constrained to be P > 0.72 (95% CL). None of the above measurements make assumptions about the value of any of the other parameters or couplings and all of them are in agreement with the Standard Model.

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Harvard Univ., Cambridge, MA (United States); Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States). Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
The ATLAS collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; SC0007881; AC02-76SF00515; SC0012704
OSTI ID:
1419460
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1417296; OSTI ID: 1499402; OSTI ID: 1771329
Report Number(s):
BNL-209218-2018-JACI; ark:/13030/qt07p5r1r6; TRN: US1801351
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2017, Issue 12; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer BerlinCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 21 works
Citation information provided by
Web of Science

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