A novel measurement of initial-state gluon radiation in hadron collisions using Drell-Yan events

/ Authors

T. Aaltonen, S. Amerio, D. Amidei, A. Anastassov, A. Annovi, J. Antoš, G. Apollinari, J. Appel, T. Arisawa, A. Artikov

and 389 more authors

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

/ Abstract

A study of initial-state gluon radiation (ISR) in hadron collisions is presented using Drell-Yan (DY) events produced in proton-antiproton collisions by the Tevatron collider at a center-of-mass energy of 1.96 TeV. This paper adopts a novel approach which uses the mean value of the Z/$\gamma^*$ transverse momentum $$ in DY events as a powerful observable to characterize the effect of ISR. In a data sample corresponding to an integrated luminosity of 9.4 fb$^{-1}$ collected with the CDF Run II detector, $$ is measured as a function of the Z/$\gamma^*$ invariant mass. It is found that these two observables have a dependence, $= -8 + 2.2 \ln m_{DY}^2$ [GeV/c], where $m_{DY}$ is the value of the Z/$\gamma^*$ mass measured in units of GeV/$c^2$. This linear dependence is observed for the first time in this analysis. It may be exploited to model the effect of ISR and constrain its impact in other processes.