Measurements of inclusive W and Z cross sections in pp̄ collisions at √s = 1.96 TeV

A. Abulencia, D. Acosta, J. Adelman, T. Affolder, T. Akimoto, M. G. Albrow, D. Ambrose, S. Amerio, D. Amidei, A. Anastassov, K. Anikeev, A. Annovi, J. Antos, M. Aoki, G. Apollinari, J. F. Arguin, T. Arisawa, A. Artikov, W. Ashmanskas, A. AttalF. Azfar, P. Azzi-Bacchetta, P. Azzurri, N. Bacchetta, H. Bachacou, W. Badgett, A. Barbaro-Galtieri, V. E. Barnes, B. A. Barnett, S. Baroiant, V. Bartsch, G. Bauer, F. Bedeschi, S. Behari, S. Belforte, G. Bellettini, J. Bellinger, A. Belloni, E. Ben-Haim, D. Benjamin, A. Beretvas, J. Beringer, T. Berry, A. Bhatti, M. Binkley, D. Bisello, M. Bishai, R. E. Blair, C. Blocker, K. Bloom, B. Blumenfeld, A. Bocci, A. Bodek, V. Boisvert, G. Bolla, A. Bolshov, D. Bortoletto, J. Boudreau, S. Bourov, A. Boveia, B. Brau, C. Bromberg, E. Brubaker, J. Budagov, H. S. Budd, S. Budd, K. Burkett, G. Busetto, P. Bussey, K. L. Byrum, S. Cabrera, M. Campanelli, M. Campbell, F. Canelli, A. Canepa, D. Carlsmith, R. Carosi, S. Carron, M. Casarsa, A. Castro, P. Catastini, D. Cauz, M. Cavalli-Sforza, A. Cerri, L. Cerrito, S. H. Chang, J. Chapman, Y. C. Chen, M. Chertok, G. Chiarelli, G. Chlachidze, F. Chlebana, I. Cho, K. Cho, D. Chokheli, J. P. Chou, P. H. Chu, S. H. Chuang, K. Chung, W. H. Chung, Y. S. Chung, M. Ciljak, C. I. Ciobanu, M. A. Ciocci, A. Clark, D. Clark, M. Coca, A. Connolly, M. E. Convery, J. Conway, B. Cooper, K. Copic, M. Cordelli, G. Cortiana, A. Cruz, J. Cuevas, R. Culbertson, D. Cyr, S. Daronco, S. D'Auria, M. D'Onofrio, D. Dagenhart, P. De Barbaro, S. De Cecco, A. Deisher, G. De Lentdecker, M. Dell'Orso, S. Demers, L. Demortier, J. Deng, M. Deninno, D. De Pedis, P. F. Derwent, C. Dionisi, J. Dittmann, P. Dituro, C. Dörr, A. Dominguez, S. Donati, M. Donega, P. Dong, J. Donini, T. Dorigo, S. Dube, K. Ebina, J. Efron, J. Ehlers, R. Erbacher, D. Errede, S. Errede, R. Eusebi, H. C. Fang, S. Farrington, I. Fedorko, W. T. Fedorko, R. G. Feild, M. Feindt, J. P. Fernandez, R. Field, G. Flanagan, L. R. Flores-Castillo, A. Foland, S. Forrester, G. W. Foster, M. Franklin, J. C. Freeman, Y. Fujii, I. Furic, A. Gajjar, M. Gallinaro, J. Galyardt, J. E. Garcia, M. Garcia Sciverez, A. F. Garfinkel, C. Gay, H. Gerberich, E. Gerchtein, D. Gerdes, S. Giagu, P. Giannetti, A. Gibson, K. Gibson, C. Ginsburg, K. Giolo, M. Giordani, M. Giunta, G. Giurgiu, V. Glagolev, D. Glenzinski, M. Gold, N. Goldschmidt, J. Goldstein, G. Gomez, G. Gomez-Ceballos, M. Goncharov, O. González, I. Gorelov, A. T. Goshaw, Y. Gotra, K. Goulianos, A. Gresele, M. Griffiths, S. Grinstein, C. Grosso-Pilcher, U. Grundler, J. Guimaraes Da Costa, C. Haber, S. R. Hahn, K. Hahn, E. Halkiadakis, A. Hamilton, B. Y. Han, R. Handler, F. Happacher, K. Hara, M. Hare, S. Harper, R. F. Harr, R. M. Harris, K. Hatakeyama, J. Hauser, C. Hays, H. Hayward, A. Heijboer, B. Heinemann, J. Heinrich, M. Hennecke, M. Herndon, J. Heuser, D. Hidas, C. S. Hill, D. Hirschbuehl, A. Hocker, A. Holloway, S. Hou, M. Houlden, S. C. Hsu, B. T. Huffman, R. E. Hughes, J. Huston, K. Ikado, J. Incandela, G. Introzzi, M. Iori, Y. Ishizawa, A. Ivanov, B. Iyutin, E. James, D. Jang, B. Jayatilaka, D. Jeans, H. Jensen, E. J. Jeon, M. Jones, K. K. Joo, S. Y. Jun, T. R. Junk, T. Kamon, J. Kang, M. Karagoz-Unel, P. E. Karchin, Y. Kato, Y. Kemp, R. Kephart, U. Kerzel, V. Khotilovich, B. Kilminster, D. H. Kim, H. S. Kim, J. E. Kim, M. J. Kim, M. S. Kim, S. B. Kim, S. H. Kim, Y. K. Kim, M. Kirby, L. Kirsch, S. Klimenko, M. Klute, B. Knuteson, B. R. Ko, H. Kobayashi, K. Kondo, D. J. Kong, J. Konigsberg, A. Korytov, A. V. Kotwal, A. Kovalev, J. Kraus, I. Kravchenko, M. Kreps, A. Kreymer, J. Kroll, N. Krumnack, M. Kruse, V. Krutelyov, S. E. Kuhlmann, Y. Kusakabe, S. Kwang, A. T. Laasanen, S. Lai, S. Lami, S. Lami, S. Lammel, M. Lancaster, R. L. Lander, K. Lannon, A. Lath, G. Latino, I. Lazzizzera, C. Lecci, T. Lecompte, J. Lee, J. Lee, S. W. Lee, R. Lefèvre, N. Leonardo, S. Leone, S. Levy, J. D. Lewis, K. Li, C. Lin, C. S. Lin, M. Lindgren, E. Lipeles, T. M. Liss, A. Lister, D. O. Litvintsev, T. Liu, Y. Liu, N. S. Lockyer, A. Loginov, M. Loreti, P. Loverre, R. S. Lu, D. Lucchesi, P. Lujan, P. Lukens, G. Lungu, L. Lyons, J. Lys, R. Lysak, E. Lytken, P. Mack, D. MacQueen, R. Madrak, K. Maeshima, P. Maksimovic, G. Manca, F. Margaroli, R. Marginean, C. Marino, A. Martin, M. Martin, V. Martin, M. Martínez, T. Maruyama, H. Matsunaga, M. E. Mattson, R. Mazini, P. Mazzanti, K. S. McFarland, D. McGivern, P. McIntyre, P. McNamara, R. McNulty, A. Mehta, S. Menzemer, A. Menzione, P. Merkel, C. Mesropian, A. Messina, M. Von Der Mey, T. Miao, N. Miladinovic, J. Miles, R. Miller, J. S. Miller, C. Mills, M. Milnik, R. Miquel, S. Miscetti, G. Mitselmakher, A. Miyamoto, N. Moggi, B. Mohr, R. Moore, M. Morello, P. Movilla Fernandez, J. Mülmenstädt, A. Mukherjee, M. Mulhearn, Th Muller, R. Mumford, P. Murat, J. Nachtman, S. Nahn, I. Nakano, A. Napier, D. Naumov, V. Necula, C. Neu, M. S. Neubauer, J. Nielsen, T. Nigmanov, L. Nodulman, O. Norniella, T. Ogawa, S. H. Oh, Y. D. Oh, T. Okusawa, R. Oldeman, R. Orava, K. Osterberg, C. Pagliarone, E. Palencia, R. Paoletti, V. Papadimitriou, A. Papikonomou, A. A. Paramonov, B. Parks, S. Pashapour, J. Patrick, G. Pauletta, M. Paulini, C. Paus, D. E. Pellett, A. Penzo, T. J. Phillips, G. Piacentino, J. Piedra, K. Pitts, C. Plager, L. Pondrom, G. Pope, X. Portell, O. Poukhov, N. Pounder, F. Prakoshyn, A. Pronko, J. Proudfoot, F. Ptohos, G. Punzi, J. Pursley, J. Rademacker, A. Rahaman, A. Rakitin, S. Rappoccio, F. Ratnikov, B. Reisert, V. Rekovic, N. Van Remortel, P. Renton, M. Rescigno, S. Richter, F. Rimondi, K. Rinnert, L. Ristori, W. J. Robertson, A. Robson, T. Rodrigo, E. Rogers, S. Rolli, R. Roser, M. Rossi, R. Rossin, C. Rott, A. Ruiz, J. Russ, V. Rusu, D. Ryan, H. Saarikko, S. Sabik, A. Safonov, W. K. Sakumoto, G. Salamanna, O. Salto, D. Saltzberg, C. Sanchez, L. Santi, S. Sarkar, K. Sato, P. Savard, A. Savoy-Navarro, T. Scheidle, P. Schlabach, E. E. Schmidt, M. P. Schmidt, M. Schmitt, T. Schwarz, L. Scodellaro, A. L. Scott, A. Scribano, F. Scuri, A. Sedov, S. Seidel, Y. Seiya, A. Semenov, F. Semeria, L. Sexton-Kennedy, I. Sfiligoi, M. D. Shapiro, T. Shears, P. F. Shepard, D. Sherman, M. Shimojima, M. Shochet, Y. Shon, I. Shreyber, A. Sidoti, P. Sinervo, A. Sisakyan, J. Sjolin, A. Skiba, A. J. Slaughter, K. Sliwa, D. Smirnov, J. R. Smith, F. D. Snider, R. Snihur, M. Soderberg, A. Soha, S. Somalwar, V. Sorin, J. Spalding, F. Spinella, P. Squillacioti, M. Stanitzki, A. Staveris-Polykalas, R. St Denis, B. Stelzer, O. Stelzer-Chilton, D. Stentz, J. Strologas, D. Stuart, J. S. Suh, A. Sukhanov, K. Sumorok, H. Sun, T. Suzuki, A. Taffard, R. Tafirout, R. Takashima, Y. Takeuchi, K. Takikawa, M. Tanaka, R. Tanaka, M. Tecchio, P. K. Teng, K. Terashi, S. Tether, J. Thom, A. S. Thompson, E. Thomson, P. Tipton, V. Tiwari, S. Tkaczyk, D. Toback, K. Tollefson, T. Tomura, D. Tonelli, M. Tönnesmann, S. Torre, D. Torretta, S. Tourneur, W. Trischuk, R. Tsuchiya, S. Tsuno, N. Turini, F. Ukegawa, T. Unverhau, S. Uozumi, D. Usynin, L. Vacavant, A. Vaiciulis, S. Vallecorsa, A. Varganov, E. Vataga, G. Velev, G. Veramendi, V. Veszpremi, T. Vickey, R. Vidal, I. Vila, R. Vilar, I. Vollrath, I. Volobouev, F. Würthwein, P. Wagner, R. G. Wagner, R. L. Wagner, W. Wagner, R. Wallny, T. Walter, Z. Wan, M. J. Wang, S. M. Wang, A. Warburton, B. Ward, S. Waschke, D. Waters, T. Watts, M. Weber, W. C. Wester, B. Whitehouse, D. Whiteson, A. B. Wicklund, E. Wicklund, H. H. Williams, P. Wilson, B. L. Winer, P. Wittich, S. Wolbers, C. Wolfe, S. Worm, T. Wright, X. Wu, S. M. Wynne, A. Yagil, K. Yamamoto, J. Yamaoka, Y. Yamashita, C. Yang, U. K. Yang, W. M. Yao, G. P. Yeh, J. Yoh, K. Yorita, T. Yoshida, I. Yu, S. S. Yu, J. C. Yun, L. Zanello, A. Zanetti, I. Zaw, F. Zetti, X. Zhang, J. Zhou, S. Zucchelli

Research output: Contribution to journalArticle

197 Citations (Scopus)

Abstract

We report the first measurements of inclusive W and Z boson cross-sections times the corresponding leptonic branching ratios for collisions at TeV based on the decays of the W and Z bosons into electrons and muons. The data were recorded with the CDF II detector at the Fermilab Tevatron and correspond to an integrated luminosity of 72.0 ± 4.3 pb-1. We test e-μ lepton universality in W decays by measuring the ratio of the W → μν to W → eν cross sections and determine a value of 0.991 ± 0.004(stat.) ± 0.011(syst.) for the ratio of W - ℓ - ν couplings (gμ/ge). Since there is no sign of non-universality, we combine our cross-section measurements in the different lepton decay modes and obtain σw × Br (pp̄ → W → ℓv) = 2.749 ± 0.010(stat.) ± 0.053(syst.) ± 0.165 (lum.) nb and σγ* × Br (pp̄ → γ*/Z → ℓℓ) = 254.9 ± 3.3(stat.) ± 4.6(syst.) ± 15.2(lum.) pb for dilepton pairs in the mass range between 66 GeV/c2 and 116 GeV/c2. We compute the ratio R of the W → ℓν to Z → ℓℓ cross sections taking all correlations among channels into account and obtain R = 10.84 ± 0.15(stat.) ± 0.14(syst.) including a correction for the virtual photon exchange component in our measured γ*/Z → ℓℓ cross section. Based on the measured value of R, we extract values for the W leptonic branching ratio, Br(W → ℓν)= 0.1082 ± 0.0022; the total width of the W boson, Γ(W)= 2092 ± 42 MeV; and the ratio of W and Z boson total widths, Γ(W)/Γ(Z)= 0.838 ± 0.017. In addition, we use our extracted value of Γ(W) whose value depends on various electroweak parameters and certain CKM matrix elements to constrain the Vcs CKM matrix element, |Vcs| = 0.976 ± 0.030.

Original languageEnglish
Pages (from-to)2457-2544
Number of pages88
JournalJournal of Physics G: Nuclear and Particle Physics
Volume34
Issue number12
DOIs
Publication statusPublished - Dec 1 2007

ASJC Scopus subject areas

  • Nuclear and High Energy Physics

Fingerprint Dive into the research topics of 'Measurements of inclusive W and Z cross sections in pp̄ collisions at √s = 1.96 TeV'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Abulencia, A., Acosta, D., 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., ... Zucchelli, S. (2007). Measurements of inclusive W and Z cross sections in pp̄ collisions at √s = 1.96 TeV. Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, 34(12), 2457-2544. https://doi.org/10.1088/0954-3899/34/12/001