Measurement of the inclusive $t\overline{t}$ production cross section in $p\overline{p}$ collisions at $\sqrt{s}=1.96\mathrm{TeV}$ and determination of the top quark pole mass

Journal Article · Wed Nov 23 00:00:00 EST 2016 · Physical Review D

DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevD.94.092004· OSTI ID:1334784

Abazov, V. M.; Abbott, B.; Acharya, B. S.; Adams, M.; Adams, T.; Agnew, J. P.; Alexeev, G. D.; Alkhazov, G.; Alton, A.; Askew, A.; Atkins, S.; Augsten, K.; Aushev, Y.; Avila, C.; Badaud, F.; Bagby, L.; Baldin, B.; Bandurin, D. V.; Banerjee, S.; Barberis, E. ; Baringer, P.; Bartlett, J. F.; Bassler, U.; Bazterra, V.; Bean, A.; Begalli, M.; Bellantoni, L.; Beri, S. B.; Bernardi, G.; Bernhard, R.; Bertram, I.; Besançon, M.; Beuselinck, R.; Bhat, P. C.; Bhatia, S.; Bhatnagar, V.; Blazey, G.; Blessing, S.; Bloom, K.; Boehnlein, A.; Boline, D.; Boos, E. E.; Borissov, G.; Borysova, M.; Brandt, A.; Brandt, O.; Brock, R.; Bross, A.; Brown, D.; Bu, X. B.; Buehler, M.; Buescher, V.; Bunichev, V.; Burdin, S.; Buszello, C. P.; Camacho-Pérez, E.; Casey, B. C. K.; Castilla-Valdez, H.; Caughron, S.; Chakrabarti, S.; Chan, K. M.; Chandra, A.; Chapon, E.; Chen, G.; Cho, S. W.; Choi, S.; Choudhary, B.; Cihangir, S.; Claes, D.; Clutter, J.; Cooke, M.; Cooper, W. E.; Corcoran, M.; Couderc, F.; Cousinou, M. -C.; Cuth, J.; Cutts, D.; Das, A.; Davies, G.; de Jong, S. J.; De La Cruz-Burelo, E.; Déliot, F.; Demina, R.; Denisov, D.; Denisov, S. P.; Desai, S.; Deterre, C.; DeVaughan, K.; Diehl, H. T.; Diesburg, M.; Ding, P. F.; Dominguez, A.; Dubey, A.; Dudko, L. V.; Duperrin, A.; Dutt, S.; Eads, M.; Edmunds, D.; Ellison, J.; Elvira, V. D.; Enari, Y.; Evans, H.; Evdokimov, A.; Evdokimov, V. N.; Fauré, A.; Feng, L.; Ferbel, T.; Fiedler, F.; Filthaut, F.; Fisher, W.; Fisk, H. E.; Fortner, M.; Fox, H.; Franc, J.; Fuess, S.; Garbincius, P. H.; Garcia-Bellido, A.; García-González, J. A.; Gavrilov, V.; Geng, W.; Gerber, C. E.; Gershtein, Y.; Ginther, G.; Gogota, O.; Golovanov, G.; Grannis, P. D.; Greder, S.; Greenlee, H.; Grenier, G.; Gris, Ph.; Grivaz, J. -F.; Grohsjean, A.; Grünendahl, S.; Grünewald, M. W.; Guillemin, T.; Gutierrez, G.; Gutierrez, P.; Haley, J.; Han, L.; Harder, K.; Harel, A.; Hauptman, J. M.; Hays, J.; Head, T.; Hebbeker, T.; Hedin, D.; Hegab, H.; Heinson, A. P.; Heintz, U.; Hensel, C.; Heredia-De La Cruz, I.; Herner, K.; Hesketh, G.; Hildreth, M. D.; Hirosky, R.; Hoang, T.; Hobbs, J. D.; Hoeneisen, B.; Hogan, J.; Hohlfeld, M.; Holzbauer, J. L.; Howley, I.; Hubacek, Z.; Hynek, V.; Iashvili, I.; Ilchenko, Y.; Illingworth, R.; Ito, A. S.; Jabeen, S.; Jaffré, M.; Jayasinghe, A.; Jeong, M. S.; Jesik, R.; Jiang, P.; Johns, K.; Johnson, E.; Johnson, M.; Jonckheere, A.; Jonsson, P.; Joshi, J.; Jung, A. W.; Juste, A.; Kajfasz, E.; Karmanov, D.; Katsanos, I.; Kaur, M.; Kehoe, R.; Kermiche, S.; Khalatyan, N.; Khanov, A.; Kharchilava, A.; Kharzheev, Y. N.; Kiselevich, I.; Kohli, J. M.; Kozelov, A. V.; Kraus, J.; Kumar, A.; Kupco, A.; Kurča, T.; Kuzmin, V. A.; Lammers, S.; Lebrun, P.; Lee, H. S.; Lee, S. W.; Lee, W. M.; Lei, X.; Lellouch, J.; Li, D.; Li, H.; Li, L.; Li, Q. Z.; Lim, J. K.; Lincoln, D.; Linnemann, J.; Lipaev, V. V.; Lipton, R.; Liu, H.; Liu, Y.; Lobodenko, A.; Lokajicek, M.; Lopes de Sa, R.; Luna-Garcia, R.; Lyon, A. L.; Maciel, A. K. A.; Madar, R.; Magaña-Villalba, R.; Malik, S.; Malyshev, V. L.; Mansour, J.; Martínez-Ortega, J.; McCarthy, R.; McGivern, C. L.; Meijer, M. M.; Melnitchouk, A.; Menezes, D.; Mercadante, P. G.; Merkin, M.; Meyer, A.; Meyer, J.; Miconi, F.; Mondal, N. K.; Mulhearn, M.; Nagy, E.; Narain, M.; Nayyar, R.; Neal, H. A.; Negret, J. P.; Neustroev, P.; Nguyen, H. T.; Nunnemann, T.; Orduna, J.; Osman, N.; Osta, J.; Pal, A.; Parashar, N.; Parihar, V.; Park, S. K.; Partridge, R.; Parua, N.; Patwa, A.; Penning, B.; Perfilov, M.; Peters, Y.; Petridis, K.; Petrillo, G.; Pétroff, P.; Pleier, M. -A.; Podstavkov, V. M.; Popov, A. V.; Prewitt, M.; Price, D.; Prokopenko, N.; Qian, J.; Quadt, A.; Quinn, B.; Ratoff, P. N.; Razumov, I.; Ripp-Baudot, I.; Rizatdinova, F.; Rominsky, M.; Ross, A.; Royon, C.; Rubinov, P.; Ruchti, R.; Sajot, G.; Sánchez-Hernández, A.; Sanders, M. P.; Santos, A. S.; Savage, G.; Savitskyi, M.; Sawyer, L.; Scanlon, T.; Schamberger, R. D.; Scheglov, Y.; Schellman, H.; Schott, M.; Schwanenberger, C.; Schwienhorst, R.; Sekaric, J.; Severini, H.; Shabalina, E.; Shary, V.; Shaw, S.; Shchukin, A. A.; Simak, V.; Skubic, P.; Slattery, P.; Smirnov, D.; Snow, G. R.; Snow, J.; Snyder, S.; Söldner-Rembold, S.; Sonnenschein, L.; Soustruznik, K.; Stark, J.; Stoyanova, D. A.; Strauss, M.; Suter, L.; Svoisky, P.; Titov, M.; Tokmenin, V. V.; Tsai, Y. -T.; Tsybychev, D.; Tuchming, B.; Tully, C.; Uvarov, L.; Uvarov, S.; Uzunyan, S.; Van Kooten, R.; van Leeuwen, W. M.; Varelas, N.; Varnes, E. W.; Vasilyev, I. A.; Verkheev, A. Y.; Vertogradov, L. S.; Verzocchi, M.; Vesterinen, M.; Vilanova, D.; Vokac, P.; Wahl, H. D.; Wang, M. H. L. S.; Warchol, J.; Watts, G.; Wayne, M.; Weichert, J.; Welty-Rieger, L.; Williams, M. R. J.; Wilson, G. W.; Wobisch, M.; Wood, D. R.; Wyatt, T. R.; Xie, Y.; Yamada, R.; Yang, S.; Yasuda, T.; Yatsunenko, Y. A.; Ye, W.; Ye, Z.; Yin, H.; Yip, K.; Youn, S. W.; Yu, J. M.; Zennamo, J.; Zhao, T. G.; Zhou, B.; Zhu, J.; Zielinski, M.; Zieminska, D.; Zivkovic, L.

Here, the inclusive cross section of top quark-antiquark pairs produced in $$p\bar{p}$$ collisions at $$\sqrt{s}=1.96$$ TeV is measured in the lepton+jets and dilepton decay channels. The data sample corresponds to 9.7 fb^-1 of integrated luminosity recorded with the D0 detector during Run II of the Fermilab Tevatron Collider. Employing multivariate analysis techniques we measure the cross section in the two decay channels and we perform a combined cross section measurement. For a top quark mass of 172.5 GeV, we measure a combined inclusive top quark-antiquark pair production cross section of σ_$$t\bar{t}$$=7.26±0.13(stat)$$+0.57\atop{-0.50}$$(syst) pb which is consistent with standard model predictions. We also perform a likelihood fit to the measured and predicted top quark mass dependence of the inclusive cross section, which yields a measurement of the pole mass of the top quark. The extracted value is m_t=172.8±1.1(theo)$$+3.3\atop{-3.1}$$(exp) GeV.

• Research Organization: Brookhaven National Lab. (BNL), Upton, NY (United States); Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States); SLAC National Accelerator Lab., Menlo Park, CA (United States)
• Sponsoring Organization: USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
• Contributing Organization: The D0 Collaboration
• Grant/Contract Number: AC02-07CH11359
• OSTI ID: 1334784
• Alternate ID(s): OSTI ID: 1333352
• Report Number(s): FERMILAB-PUB-16-180-E; arXiv:1605.06168; PRVDAQ; 1463281
• Journal Information: Physical Review D, Vol. 94, Issue 9; ISSN 2470-0010
• Publisher: American Physical Society (APS)
• Country of Publication: United States
• Language: English

Related Subjects

72 PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS