Lorentz and CPT violation in top-quark production and decay

被引：37

作者：

Berger, Micheal S. ^{[1
]}

Kostelecky, V. Alan ^{[1
]}

Liu, Zhi ^{[1
]}

机构：

[1] Indiana Univ, Dept Phys, Bloomington, IN 47405 USA

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2016年 / 93卷 / 03期

关键词：

HEAVY QUARKS; CHANNEL; TESTS;

D O I：

10.1103/PhysRevD.93.036005

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

The prospects are explored for testing Lorentz and CPT symmetry in the top-quark sector. We present the relevant Lagrange density, discuss physical observables, and describe the signals to be sought in experiments. For top-antitop pair production via quark or gluon fusion with subsequent semileptonic or hadronic decays, we obtain the matrix element in the presence of Lorentz violation using the narrow-width approximation. The issue of testing CPT symmetry in the top-quark sector is also addressed. We demonstrate that single-top production and decay is well suited to a search for CPT violation, and we present the matrix elements for single-top production in each of the four tree-level channels. Our results are applicable to searches for Lorentz violation and studies of CPT symmetry in collider experiments, including notably high-statistics top-antitop and single-top production at the Large Hadron Collider.

引用

页数：17

共 81 条

[1]

Aad G, 2013, J HIGH ENERGY PHYS, DOI 10.1007/JHEP11(2013)031

[2] Direct Measurement of the Total Decay Width of the Top Quark [J].

Aaltonen, T. ;

Amerio, S. ;

Amidei, D. ;

Anastassov, A. ;

Annovi, A. ;

Antos, J. ;

Apollinari, G. ;

Appel, J. A. ;

Arisawa, T. ;

Artikov, A. ;

Asaadi, J. ;

Ashmanskas, W. ;

Auerbach, B. ;

Aurisano, A. ;

Azfar, F. ;

Badgett, W. ;

Bae, T. ;

Barbaro-Galtieri, A. ;

Barnes, V. E. ;

Barnett, B. A. ;

Barria, P. ;

Bartos, P. ;

Bauce, M. ;

Bedeschi, F. ;

Behari, S. ;

Bellettini, G. ;

Bellinger, J. ;

Benjamin, D. ;

Beretvas, A. ;

Bhatti, A. ;

Bland, K. R. ;

Blumenfeld, B. ;

Bocci, A. ;

Bodek, A. ;

Bortoletto, D. ;

Boudreau, J. ;

Boveia, A. ;

Brigliadori, L. ;

Bromberg, C. ;

Brucken, E. ;

Budagov, J. ;

Budd, H. S. ;

Burkett, K. ;

Busetto, G. ;

Bussey, P. ;

Butti, P. ;

Buzatu, A. ;

Calamba, A. ;

Camarda, S. ;

Campanelli, M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 111 (20)

[3] Exclusion of exotic top-like quarks with-4/3 electric charge using jet-charge tagging in single-lepton t(t)over-bar events at CDF [J].

Aaltonen, T. ;

Amerio, S. ;

Amidei, D. ;

Anastassov, A. ;

Annovi, A. ;

Antos, J. ;

Apollinari, G. ;

Appel, J. A. ;

Arisawa, T. ;

Artikov, A. ;

Asaadi, J. ;

Ashmanskas, W. ;

Auerbach, B. ;

Aurisano, A. ;

Azfar, F. ;

Badgett, W. ;

Bae, T. ;

Barbaro-Galtieri, A. ;

Barnes, V. E. ;

Barnett, B. A. ;

Barria, P. ;

Bartos, P. ;

Bauce, M. ;

Bedeschi, F. ;

Behari, S. ;

Bellettini, G. ;

Bellinger, J. ;

Benjamin, D. ;

Beretvas, A. ;

Bhatti, A. ;

Bland, K. R. ;

Blumenfeld, B. ;

Bocci, A. ;

Bodek, A. ;

Boisvert, V. ;

Bortoletto, D. ;

Boudreau, J. ;

Boveia, A. ;

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Bromberg, C. ;

Brucken, E. ;

Budagov, J. ;

Budd, H. S. ;

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Butti, P. ;

Buzatu, A. ;

Calamba, A. ;

Camarda, S. .

PHYSICAL REVIEW D, 2013, 88 (03)

[4] Precision Top-Quark Mass Measurement at CDF [J].

Aaltonen, T. ;

Alvarez Gonzalez, B. ;

Amerio, S. ;

Amidei, D. ;

Anastassov, A. ;

Annovi, A. ;

Antos, J. ;

Apollinari, G. ;

Appel, J. A. ;

Arisawa, T. ;

Artikov, A. ;

Asaadi, J. ;

Ashmanskas, W. ;

Auerbach, B. ;

Aurisano, A. ;

Azfar, F. ;

Badgett, W. ;

Bae, T. ;

Barbaro-Galtieri, A. ;

Barnes, V. E. ;

Barnett, B. A. ;

Barria, P. ;

Bartos, P. ;

Bauce, M. ;

Bedeschi, F. ;

Behari, S. ;

Bellettini, G. ;

Bellinger, J. ;

Benjamin, D. ;

Beretvas, A. ;

Bhatti, A. ;

Bisello, D. ;

Bizjak, I. ;

Bland, K. R. ;

Blumenfeld, B. ;

Bocci, A. ;

Bodek, A. ;

Bortoletto, D. ;

Boudreau, J. ;

Boveia, A. ;

Brigliadori, L. ;

Bromberg, C. ;

Brucken, E. ;

Budagov, J. ;

Budd, H. S. ;

Burkett, K. ;

Busetto, G. ;

Bussey, P. ;

Buzatu, A. ;

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PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2012, 109 (15)

[5] Measurement of the top quark mass in the lepton plus jets final state with the matrix element method [J].

Abazov, V. M. ;

Abbott, B. ;

Abolins, M. ;

Acharya, B. S. ;

Adams, M. ;

Adams, T. ;

Agelou, M. ;

Aguilo, E. ;

Ahn, S. H. ;

Ahsan, M. ;

Alexeev, G. D. ;

Alkhazov, G. ;

Alton, A. ;

Alverson, G. ;

Alves, G. A. ;

Anastasoaie, M. ;

Andeen, T. ;

Anderson, S. ;

Andrieu, B. ;

Anzelc, M. S. ;

Arnoud, Y. ;

Arov, M. ;

Askew, A. ;

Asman, B. ;

Jesus, A. C. S. Assis ;

Atramentov, O. ;

Autermann, C. ;

Avila, C. ;

Ay, C. ;

Badaud, F. ;

Baden, A. ;

Bagby, L. ;

Baldin, B. ;

Bandurin, D. V. ;

Banerjee, P. ;

Banerjee, S. ;

Barberis, E. ;

Bargassa, P. ;

Baringer, P. ;

Barnes, C. ;

Barreto, J. ;

Bartlett, J. F. ;

Bassler, U. ;

Bauer, D. ;

Beale, S. ;

Bean, A. ;

Begalli, M. ;

Begel, M. ;

Belanger-Champagne, C. ;

Bellantoni, L. .

PHYSICAL REVIEW D, 2006, 74 (09)

[6] Experimental discrimination between charge 2e/3 top quark and charge 4e/3 exotic quark production scenarios [J].

Abazov, V. M. ;

Abbott, B. ;

Abolins, M. ;

Acharya, B. S. ;

Adams, M. ;

Adams, T. ;

Agelou, M. ;

Ahn, S. H. ;

Ahsan, M. ;

Alexeev, G. D. ;

Alkhazov, G. ;

Alton, A. ;

Alverson, G. ;

Alves, G. A. ;

Anastasoaie, M. ;

Andeen, T. ;

Anderson, S. ;

Andrieu, B. ;

Anzelc, M. S. ;

Arnoud, Y. ;

Arov, M. ;

Askew, A. ;

Asman, B. ;

Jesus, A. C. S. Assis ;

Atramentov, O. ;

Autermann, C. ;

Avila, C. ;

Ay, C. ;

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Baden, A. ;

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Banerjee, S. ;

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Bauer, D. ;

Bean, A. ;

Begalli, M. ;

Begel, M. ;

Belanger-Champagne, C. ;

Bellantoni, L. ;

Bellavance, A. ;

Benitez, J. A. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2007, 98 (04)

[7] Search for Violation of CPT and Lorentz Invariance in Bs0 Meson Oscillations [J].

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. ;

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. ;

Besancon, 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. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2015, 115 (16)

[8] Search for Violation of Lorentz Invariance in Top Quark Pair Production and Decay [J].

Abazov, V. M. ;

Abbott, B. ;

Acharya, B. S. ;

Adams, M. ;

Adams, T. ;

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Alkhazov, G. ;

Alton, A. ;

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Aoki, M. ;

Askew, A. ;

Atkins, S. ;

Augsten, K. ;

Avila, C. ;

Badaud, F. ;

Bagby, L. ;

Baldin, B. ;

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Banerjee, S. ;

Barberis, E. ;

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Barreto, J. ;

Bartlett, J. F. ;

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Bean, A. ;

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Berger, M. S. ;

Beri, S. B. ;

Bernardi, G. ;

Bernhard, R. ;

Bertram, I. ;

Besancon, M. ;

Beuselinck, R. ;

Bezzubov, V. A. ;

Bhat, P. C. ;

Bhatia, S. ;

Bhatnagar, V. ;

Blazey, G. ;

Blessing, S. ;

Bloom, K. ;

Boehnlein, A. ;

Boline, D. ;

Boos, E. E. ;

Borissov, G. ;

Bose, T. ;

Brandt, A. ;

Brandt, O. ;

Brock, R. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2012, 108 (26)

[9] Precise measurement of the top-quark mass from lepton plus jets events at D0 [J].

Abazov, V. M. ;

Abbott, B. ;

Acharya, B. S. ;

Adams, M. ;

Adams, T. ;

Alexeev, G. D. ;

Alkhazov, G. ;

Alton, A. ;

Alverson, G. ;

Alves, G. A. ;

Ancu, L. S. ;

Aoki, M. ;

Arov, M. ;

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PHYSICAL REVIEW D, 2011, 84 (03)

[10] Observation of Single Top-Quark Production [J].

Abazov, V. M. ;

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Abolins, M. ;

Acharya, B. S. ;

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Alves, G. A. ;

Ancu, L. S. ;

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Anzelc, M. S. ;

Aoki, M. ;

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Arov, M. ;

Arthaud, M. ;

Askew, A. ;

Asman, B. ;

Atramentov, O. ;

Avila, C. ;

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Badaud, F. ;

Bagby, L. ;

Baldin, B. ;

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Banerjee, S. ;

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Barfuss, A. -F. ;

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Beri, S. B. ;

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[1]

Aad G, 2013, J HIGH ENERGY PHYS, DOI 10.1007/JHEP11(2013)031

[2] Direct Measurement of the Total Decay Width of the Top Quark [J].

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Asaadi, J. ;

Ashmanskas, W. ;

Auerbach, B. ;

Aurisano, A. ;

Azfar, F. ;

Badgett, W. ;

Bae, T. ;

Barbaro-Galtieri, A. ;

Barnes, V. E. ;

Barnett, B. A. ;

Barria, P. ;

Bartos, P. ;

Bauce, M. ;

Bedeschi, F. ;

Behari, S. ;

Bellettini, G. ;

Bellinger, J. ;

Benjamin, D. ;

Beretvas, A. ;

Bhatti, A. ;

Bland, K. R. ;

Blumenfeld, B. ;

Bocci, A. ;

Bodek, A. ;

Bortoletto, D. ;

Boudreau, J. ;

Boveia, A. ;

Brigliadori, L. ;

Bromberg, C. ;

Brucken, E. ;

Budagov, J. ;

Budd, H. S. ;

Burkett, K. ;

Busetto, G. ;

Bussey, P. ;

Butti, P. ;

Buzatu, A. ;

Calamba, A. ;

Camarda, S. ;

Campanelli, M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 111 (20)

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Asaadi, J. ;

Ashmanskas, W. ;

Auerbach, B. ;

Aurisano, A. ;

Azfar, F. ;

Badgett, W. ;

Bae, T. ;

Barbaro-Galtieri, A. ;

Barnes, V. E. ;

Barnett, B. A. ;

Barria, P. ;

Bartos, P. ;

Bauce, M. ;

Bedeschi, F. ;

Behari, S. ;

Bellettini, G. ;

Bellinger, J. ;

Benjamin, D. ;

Beretvas, A. ;

Bhatti, A. ;

Bland, K. R. ;

Blumenfeld, B. ;

Bocci, A. ;

Bodek, A. ;

Boisvert, V. ;

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Boveia, A. ;

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Budagov, J. ;

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Busetto, G. ;

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Butti, P. ;

Buzatu, A. ;

Calamba, A. ;

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PHYSICAL REVIEW D, 2013, 88 (03)

[4] Precision Top-Quark Mass Measurement at CDF [J].

Aaltonen, T. ;

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Amerio, S. ;

Amidei, D. ;

Anastassov, A. ;

Annovi, A. ;

Antos, J. ;

Apollinari, G. ;

Appel, J. A. ;

Arisawa, T. ;

Artikov, A. ;

Asaadi, J. ;

Ashmanskas, W. ;

Auerbach, B. ;

Aurisano, A. ;

Azfar, F. ;

Badgett, W. ;

Bae, T. ;

Barbaro-Galtieri, A. ;

Barnes, V. E. ;

Barnett, B. A. ;

Barria, P. ;

Bartos, P. ;

Bauce, M. ;

Bedeschi, F. ;

Behari, S. ;

Bellettini, G. ;

Bellinger, J. ;

Benjamin, D. ;

Beretvas, A. ;

Bhatti, A. ;

Bisello, D. ;

Bizjak, I. ;

Bland, K. R. ;

Blumenfeld, B. ;

Bocci, A. ;

Bodek, A. ;

Bortoletto, D. ;

Boudreau, J. ;

Boveia, A. ;

Brigliadori, L. ;

Bromberg, C. ;

Brucken, E. ;

Budagov, J. ;

Budd, H. S. ;

Burkett, K. ;

Busetto, G. ;

Bussey, P. ;

Buzatu, A. ;

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[5] Measurement of the top quark mass in the lepton plus jets final state with the matrix element method [J].

Abazov, V. M. ;

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Agelou, M. ;

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Alverson, G. ;

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Begel, M. ;

Belanger-Champagne, C. ;

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PHYSICAL REVIEW D, 2006, 74 (09)

[6] Experimental discrimination between charge 2e/3 top quark and charge 4e/3 exotic quark production scenarios [J].

Abazov, V. M. ;

Abbott, B. ;

Abolins, M. ;

Acharya, B. S. ;

Adams, M. ;

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Arov, M. ;

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Jesus, A. C. S. Assis ;

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Begel, M. ;

Belanger-Champagne, C. ;

Bellantoni, L. ;

Bellavance, A. ;

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[7] Search for Violation of CPT and Lorentz Invariance in Bs0 Meson Oscillations [J].

Abazov, V. M. ;

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Adams, M. ;

Adams, T. ;

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Alexeev, G. D. ;

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Bross, A. ;

Brown, D. ;

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Buehler, M. .

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[8] Search for Violation of Lorentz Invariance in Top Quark Pair Production and Decay [J].

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Borissov, G. ;

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Brandt, A. ;

Brandt, O. ;

Brock, R. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2012, 108 (26)

[9] Precise measurement of the top-quark mass from lepton plus jets events at D0 [J].

Abazov, V. M. ;

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Acharya, B. S. ;

Adams, M. ;

Adams, T. ;

Alexeev, G. D. ;

Alkhazov, G. ;

Alton, A. ;

Alverson, G. ;

Alves, G. A. ;

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Beale, S. ;

Bean, A. ;

Begalli, M. ;

Begel, M. ;

Belanger-Champagne, C. ;

Bellantoni, L. ;

Beri, S. B. ;

Bernardi, G. ;

Bernhard, R. ;

Bertram, I. ;

Besancon, M. ;

Beuselinck, R. ;

Bezzubov, V. A. ;

Bhat, P. C. ;

Bhatnagar, V. ;

Blazey, G. ;

Blessing, S. ;

Bloom, K. ;

Boehnlein, A. ;

Boline, D. ;

Boos, E. E. .

PHYSICAL REVIEW D, 2011, 84 (03)

[10] Observation of Single Top-Quark Production [J].

Abazov, V. M. ;

Abbott, B. ;

Abolins, M. ;

Acharya, B. S. ;

Adams, M. ;

Adams, T. ;

Aguilo, E. ;

Ahsan, M. ;

Alexeev, G. D. ;

Alkhazov, G. ;

Alton, A. ;

Alverson, G. ;

Alves, G. A. ;

Ancu, L. S. ;

Andeen, T. ;

Anzelc, M. S. ;

Aoki, M. ;

Arnoud, Y. ;

Arov, M. ;

Arthaud, M. ;

Askew, A. ;

Asman, B. ;

Atramentov, O. ;

Avila, C. ;

BackusMayes, J. ;

Badaud, F. ;

Bagby, L. ;

Baldin, B. ;

Bandurin, D. V. ;

Banerjee, P. ;

Banerjee, S. ;

Barberis, E. ;

Barfuss, A. -F. ;

Bargassa, P. ;

Baringer, P. ;

Barreto, J. ;

Bartlett, J. F. ;

Bassler, U. ;

Bauer, D. ;

Beale, S. ;

Bean, A. ;

Begalli, M. ;

Begel, M. ;

Belanger-Champagne, C. ;

Bellantoni, L. ;

Bellavance, A. ;

Benitez, J. A. ;

Beri, S. B. ;

Bernardi, G. ;

Bernhard, R. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 103 (09)

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