An improved determination of the width of the top quark
V.M. Abazov
,
F. Badaud
(1)
,
U. Bassler
(2)
,
G. Bernardi
(3)
,
M. Besancon
(2)
,
D. Brown
(3)
,
J. Brown
(3)
,
B. Calpas
(4)
,
E. Chapon
(2)
,
S. Chevalier-Thery
(2)
,
F. Couderc
(2)
,
M.-C. Cousinou
(4)
,
A. Croc
(2)
,
F. d'Eliot
(2)
,
C. Deterre
(2)
,
A. Duperrin
(4)
,
Y. Enari
(3)
,
Pascal Gay
(1)
,
W. Geng
(4)
,
S. Greder
(5)
,
G. Grenier
(6)
,
Ph. Gris
(1)
,
J.-F. Grivaz
(7)
,
A. Grohsjean
(2)
,
T. Guillemin
(7)
,
Z. Hubacek
(2)
,
M. Jaffre
(7)
,
D. Jamin
(4)
,
E. Kajfasz
(4)
,
S. Kermiche
(4)
,
T. Kurca
(8)
,
P. Lebrun
(8)
,
J. Lellouch
(3)
,
H. Li
(9)
,
R. Madar
(2)
,
F. Miconi
(5)
,
G.-S. Muanza
(4)
,
E. Nagy
(4)
,
N. Osman
(4)
,
P. Petroff
(7)
,
I. Ripp-Baudot
(5)
,
C. Royon
(2)
,
G. Sajot
(9)
,
V. Shary
(2)
,
J. Stark
(9)
,
M. Titov
(2)
,
B. Tuchming
(2)
,
P. Verdier
(8)
,
D. Vilanova
(2)
1
LPC -
Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand
2 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
3 LPNHE - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
4 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
5 IPHC - Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien
6 D0
7 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
8 IPNL - Institut de Physique Nucléaire de Lyon
9 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
2 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
3 LPNHE - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
4 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
5 IPHC - Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien
6 D0
7 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
8 IPNL - Institut de Physique Nucléaire de Lyon
9 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
V.M. Abazov
- Fonction : Auteur
G. Bernardi
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1374140
- ORCID : 0000-0002-2837-2442
- IdRef : 088561623
Pascal Gay
- Fonction : Auteur
- PersonId : 829302
E. Kajfasz
- Fonction : Auteur
- PersonId : 742630
- IdHAL : eric-kajfasz
- ORCID : 0000-0002-8575-405X
- IdRef : 150389043
P. Lebrun
- Fonction : Auteur
- PersonId : 741027
- IdHAL : patrice-jean-marie-lebrun
- ORCID : 0000-0001-6115-5856
V. Shary
- Fonction : Auteur
- PersonId : 753233
- IdHAL : viatcheslav-sharyy
P. Verdier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 184664
- IdHAL : patrice-verdier
- ORCID : 0000-0003-3090-2948
- IdRef : 098525859
Résumé
We present an improved determination of the total width of the top quark, $\Gamma_t$, using 5.4 fb$^{-1}$ of integrated luminosity collected by the D0 Collaboration at the Tevatron $p\bar{p}$ Collider. The total width $\Gamma_t$ is extracted from the partial decay width $\Gamma(t\to Wb)$ and the branching fraction $\mathcal{B}(t\to Wb)$. $\Gamma(t\to Wb)$ is obtained from the $t$-channel single top quark production cross section and $\mathcal{B}(t\to Wb)$ is measured in $t\bar{t}$ events. For a top mass of $172.5\;\rm GeV$, the resulting width is $\Gamma_t = 2.00^{+0.47}_{-0.43}$ GeV. This translates to a top-quark lifetime of $\tau_t = (3.29^{+0.90}_{-0.63})\times10^{-25}$ s. We also extract an improved direct limit on the CKM matrix element $0.81 < |V_{tb}| \leq 1$ at 95% C.L. and a limit of $|V_{tb'}| < 0.59$ for a high mass fourth generation bottom quark assuming unitarity of the fourth generation quark mixing matrix.