Observation of the Production of a W Boson in Association with a Single Charm Quark

Aaltonen, T.; Amerio, S.; Amidei, D.; Anastassov, A.; Annovi, A.; Antos, J.; Apollinari, G.; Appel, J.; Arisawa, T.; Artikov, A.; Asaadi, J.; Ashmanskas, W.; Auerbach, B.; Aurisano, A.; Azfar, F.; Badgett, W.; Bae, T.; Barbaro Galtieri, A.; Barnes, V.; Barnett, B.; Barria, P.; Bartos, P.; Bauce, M.; Bedeschi, F.; Behari, S.; Bellettini, G.; Bellinger, J.; Benjamin, D.; Beretvas, A.; Bhatti, A.; Bland, K.; Blumenfeld, B.; Bocci, A.; Bodek, A.; Bortoletto, D.; Boudreau, J.; Boveia, A.; Brigliadori, L.; Bromberg, C.; Brucken, E.; Budagov, J.; Burkett, K.; Busetto, G.; Bussey, P.; Butti, P.; Buzatu, A.; Calamba, A.; Camarda, S.; Campanelli, M.; Canelli, F.; Carls, B.; Carlsmith, D.; Carosi, R.; Carrillo, S.; Casal, B.; Casarsa, M.; Castro, A.; Catastini, P.; Cauz, Diego; Cavaliere, V.; Cavalli Sforza, M.; Cerri, A.; Cerrito, L.; Chen, Y.; Chertok, M.; Chiarelli, G.; Chlachidze, G.; Cho, K.; Chou, J.; Chokheli, D.; Clark, A.; Clarke, C.; Convery, M.; Conway, J.; Corbo, M.; Cordelli, M.; Cox, C.; Cox, D.; Cremonesi, M.; Cuevas, J.; Culbertson, R.; D’Ascenzo, N.; Datta, M.; Demortier, L.; Deninno, M.; Devoto, F.; D’Errico, M.; Di Canto, A.; Di Ruzza, B.; Dittmann, J.; D’Onofrio, M.; Donati, S.; Dorigo, M.; Driutti, A.; Ebina, K.; Edgar, R.; Elagin, A.; Erbacher, R.; Errede, S.; Esham, B.; Eusebi, R.; Farrington, S.; Fernández Ramos, J.; Field, R.; Flanagan, G.; Forrest, R.; Franklin, M.; Freeman, J.; Funakoshi, Y.; Garfinkel, A.; Garosi, P.; Gerberich, H.; Gerchtein, E.; Giagu, S.; Giakoumopoulou, V.; Gibson, K.; Ginsburg, C.; Giokaris, N.; Giromini, P.; Giurgiu, G.; Glagolev, V.; Glenzinski, D.; Gold, M.; Goldin, D.; Goldschmidt, N.; Golossanov, A.; Gomez, G.; Gomez Ceballos, G.; Goncharov, M.; González López, O.; Gorelov, I.; Goshaw, A.; Goulianos, K.; Gramellini, E.; Grinstein, S.; Grosso Pilcher, C.; Group, R.; Guimaraes da Costa, J.; Hahn, S.; Han, J.; Happacher, F.; Hara, K.; Hare, M.; Harr, R.; Harrington Taber, T.; Hatakeyama, K.; Hays, C.; Heinrich, J.; Herndon, M.; Hocker, A.; Hopkins, W.; Hou, S.; Hughes, R.; Hurwitz, M.; Husemann, U.; Huston, J.; Introzzi, G.; Iori, M.; Ivanov, A.; James, E.; Jang, D.; Jayatilaka, B.; Jeon, E.; Jindariani, S.; Jones, M.; Joo, K.; Jun, S.; Junk, T.; Kambeitz, M.; Kamon, T.; Karchin, P.; Kasmi, A.; Kato, Y.; Ketchum, W.; Keung, J.; Kilminster, B.; Kim, D.; Kim, H.; Kim, J.; Kim, M.; Kim, S.; Kim, S.; Kim, Y.; Kim, Y.; Kimura, N.; Kirby, M.; Klimenko, S.; Knoepfel, K.; Kondo, K.; Kong, D.; Konigsberg, J.; Kotwal, A.; Kreps, M.; Kroll, J.; Krop, D.; Kruse, M.; Kuhr, T.; Kurata, M.; Kwang, S.; Laasanen, A.; Lammel, S.; Lancaster, M.; Lannon, K.; Latino, G.; Lee, H.; Lee, J.; Leone, S.; Lewis, J.; Limosani, A.; Lipeles, E.; Liu, H.; Liu, Q.; Liu, T.; Lockwitz, S.; Loginov, A.; Lucchesi, D.; Lueck, J.; Lujan, P.; Lukens, P.; Lungu, G.; Lys, J.; Lysak, R.; Madrak, R.; Maestro, P.; Malik, S.; Manca, G.; Manousakis Katsikakis, A.; Margaroli, F.; Martínez, M.; Matera, K.; Mattson, M.; Mazzacane, A.; Mazzanti, P.; Mcnulty, R.; Mehta, A.; Mehtala, P.; Mesropian, C.; Miao, T.; Mietlicki, D.; Mitra, A.; Miyake, H.; Moed, S.; Moggi, N.; Moon, C.; Moore, R.; Morello, M.; Mukherjee, A.; Muller, T. h.; Murat, P.; Mussini, M.; Nachtman, J.; Nagai, Y.; Naganoma, J.; Nakano, I.; Napier, A.; Nett, J.; Neu, C.; Nigmanov, T.; Nodulman, L.; Noh, S.; Norniella, O.; Oakes, L.; Oh, S.; Oh, Y.; Oksuzian, I.; Okusawa, T.; Orava, R.; Ortolan, L.; Pagliarone, C.; Palencia, E.; Palni, P.; Papadimitriou, V.; Parker, W.; Pauletta, Giovanni; Paulini, M.; Paus, C.; Phillips, T.; Piacentino, G.; Pianori, E.; Pilot, J.; Pitts, K.; Plager, C.; Pondrom, L.; Poprocki, S.; Potamianos, K.; Prokoshin, F.; Pranko, A.; Ptohos, F.; Punzi, G.; Ranjan, N.; Redondo Fernández, I.; Renton, P.; Rescigno, M.; Riddick, T.; Rimondi, F.; Ristori, L.; Robson, A.; Rodriguez, T.; Rolli, S.; Ronzani, M.; Roser, R.; Rosner, J.; Ruffini, F.; Ruiz, A.; Russ, J.; Rusu, V.; Safonov, A.; Sakumoto, W.; Sakurai, Y.; Santi, Lorenzo Gianni; Sato, K.; Saveliev, V.; Savoy Navarro, A.; Schlabach, P.; Schmidt, E.; Schwarz, T.; Scodellaro, L.; Seidel, S.; Seiya, Y.; Semenov, A.; Sforza, F.; Shalhout, S.; Shears, T.; Shepard, P.; Shimojima, M.; Shochet, M.; Shreyber Tecker, I.; Simonenko, A.; Sinervo, P.; Sliwa, K.; Smith, J.; Snider, F.; Sorin, V.; Song, H.; Stancari, M.; Denis, R. S. t.; Stelzer, B.; Stelzer Chilton, O.; Stentz, D.; Strologas, J.; Sudo, Y.; Sukhanov, A.; Suslov, I.; Takemasa, K.; Takeuchi, Y.; Tang, J.; Tecchio, M.; Teng, P.; Thom, J.; Thomson, E.; Toback, D.; Tokar, S.; Tollefson, K.; Tomura, T.; Tonelli, D.; Torre, S.; Torretta, D.; Totaro, P.; Trovato, M.; Ukegawa, F.; Uozumi, S.; Vázquez, F.; Velev, G.; Vellidis, C.; Vernieri, C.; Vidal, M.; Vilar, R.; Vizán, J.; Vogel, M.; Volpi, G.; Wagner, P.; Wallny, R.; Wang, S.; Warburton, A.; Waters, D.; Wester, W.; Whiteson, D.; Wicklund, A.; Wilbur, S.; Williams, H.; Wilson, J.; Wilson, P.; Winer, B.; Wittich, P.; Wolbers, S.; Wolfe, H.; Wright, T.; Wu, X.; Wu, Z.; Yamamoto, K.; Yamato, D.; Yang, T.; Yang, U.; Yang, Y.; Yao, W. M.; Yeh, G.; Yi, K.; Yoh, J.; Yorita, K.; Yoshida, T.; Yu, G.; Yu, I.; Zanetti, A.; Zeng, Y.; Zhou, C.; Zucchelli, S.

doi:10.1103/PhysRevLett.110.071801

The first observation of the production of a W boson with a single charm quark (c) jet in pp¯ collisions at √s=1.96 TeV is reported. The analysis uses data corresponding to 4.3 fb−1, recorded with the CDF II detector at the Fermilab Tevatron. Charm quark candidates are selected through the identification of an electron or muon from charm-hadron semileptonic decay within a hadronic jet, and a Wc signal is observed with a significance of 5.7 standard deviations. The production cross section σWc(pTc>20 GeV/c,|ηc|<1.5)×B(W→ℓν) is measured to be 13.6+3.4−3.1 pb and is in agreement with theoretical expectations. From this result the magnitude of the quark-mixing matrix element Vcs is derived, |Vcs|=1.08±0.16 along with a lower limit of |Vcs|>0.71 at the 95% confidence level, assuming that the Wc production through c to s quark coupling is dominant.