Search for W′ bosons decaying to a top and a bottom quark in leptonic final states in proton-proton collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV

Author:

,Hayrapetyan A.,Tumasyan A.,Adam W.,Andrejkovic J. W.,Bergauer T.,Chatterjee S.,Damanakis K.,Dragicevic M.,Escalante Del Valle A.,Hussain P. S.,Jeitler M.,Krammer N.,Liko D.,Mikulec I.,Schieck J.,Schöfbeck R.,Schwarz D.,Sonawane M.,Templ S.,Waltenberger W.,Wulz C.-E.,Darwish M. R.,Janssen T.,Van Mechelen P.,Bols E. S.,D’Hondt J.,Dansana S.,De Moor A.,Delcourt M.,El Faham H.,Lowette S.,Makarenko I.,Müller D.,Sahasransu A. R.,Tavernier S.,Tytgat M.,Van Putte S.,Vannerom D.,Clerbaux B.,De Lentdecker G.,Favart L.,Hohov D.,Jaramillo J.,Khalilzadeh A.,Lee K.,Mahdavikhorrami M.,Malara A.,Paredes S.,Pétré L.,Postiau N.,Thomas L.,Vanden Bemden M.,Vander Velde C.,Vanlaer P.,De Coen M.,Dobur D.,Hong Y.,Knolle J.,Lambrecht L.,Mestdach G.,Rendón C.,Samalan A.,Skovpen K.,Van Den Bossche N.,Wezenbeek L.,Benecke A.,Bruno G.,Caputo C.,Delaere C.,Donertas I. S.,Giammanco A.,Jaffel K.,Jain Sa.,Lemaitre V.,Lidrych J.,Mastrapasqua P.,Mondal K.,Tran T. T.,Wertz S.,Alves G. A.,Coelho E.,Hensel C.,Menezes De Oliveira T.,Moraes A.,Rebello Teles P.,Soeiro M.,Aldá Júnior W. L.,Alves Gallo Pereira M.,Barroso Ferreira Filho M.,Brandao Malbouisson H.,Carvalho W.,Chinellato J.,Da Costa E. M.,Da Silveira G. G.,De Jesus Damiao D.,Fonseca De Souza S.,Martins J.,Mora Herrera C.,Mota Amarilo K.,Mundim L.,Nogima H.,Santoro A.,Silva Do Amaral S. M.,Sznajder A.,Thiel M.,Vilela Pereira A.,Bernardes C. A.,Calligaris L.,Fernandez Perez Tomei T. R.,Gregores E. M.,Mercadante P. G.,Novaes S. F.,Orzari B.,Padula Sandra S.,Aleksandrov A.,Antchev G.,Hadjiiska R.,Iaydjiev P.,Misheva M.,Shopova M.,Sultanov G.,Dimitrov A.,Ivanov T.,Litov L.,Pavlov B.,Petkov P.,Petrov A.,Shumka E.,Keshri S.,Thakur S.,Cheng T.,Guo Q.,Javaid T.,Mittal M.,Yuan L.,Bauer G.,Hu Z.,Yi K.,Chen G. M.,Chen H. S.,Chen M.,Iemmi F.,Jiang C. H.,Kapoor A.,Liao H.,Liu Z.-A.,Monti F.,Sharma R.,Song J. N.,Tao J.,Wang C.,Wang J.,Wang Z.,Zhang H.,Agapitos A.,Ban Y.,Levin A.,Li C.,Li Q.,Lyu X.,Mao Y.,Qian S. J.,Sun X.,Wang D.,Yang H.,Zhou C.,You Z.,Lu N.,Leggat D.,Okawa H.,Zhang Y.,Lin Z.,Lu C.,Xiao M.,Avila C.,Barbosa Trujillo D. A.,Cabrera A.,Florez C.,Fraga J.,Reyes Vega J. A.,Mejia Guisao J.,Ramirez F.,Rodriguez M.,Ruiz Alvarez J. D.,Giljanovic D.,Godinovic N.,Lelas D.,Sculac A.,Kovac M.,Sculac T.,Bargassa P.,Brigljevic V.,Chitroda B. K.,Ferencek D.,Mishra S.,Starodumov A.,Susa T.,Attikis A.,Christoforou K.,Konstantinou S.,Mousa J.,Nicolaou C.,Ptochos F.,Razis P. A.,Rykaczewski H.,Saka H.,Stepennov A.,Finger M.,Finger M.,Kveton A.,Ayala E.,Carrera Jarrin E.,Assran Y.,Elgammal S.,Abdullah Al-Mashad M.,Mahmoud M. A.,Dewanjee R. K.,Ehataht K.,Kadastik M.,Lange T.,Nandan S.,Nielsen C.,Pata J.,Raidal M.,Tani L.,Veelken C.,Kirschenmann H.,Osterberg K.,Voutilainen M.,Bharthuar S.,Brücken E.,Garcia F.,Havukainen J.,Kallonen K. T. S.,Kim M. S.,Kinnunen R.,Lampén T.,Lassila-Perini K.,Lehti S.,Lindén T.,Lotti M.,Martikainen L.,Myllymäki M.,Rantanen M. m.,Siikonen H.,Tuominen E.,Tuominiemi J.,Luukka P.,Petrow H.,Tuuva T.,Besancon M.,Couderc F.,Dejardin M.,Denegri D.,Faure J. L.,Ferri F.,Ganjour S.,Gras P.,Hamel de Monchenault G.,Lohezic V.,Malcles J.,Rander J.,Rosowsky A.,Sahin M. Ö.,Savoy-Navarro A.,Simkina P.,Titov M.,Baldenegro Barrera C.,Beaudette F.,Buchot Perraguin A.,Busson P.,Cappati A.,Charlot C.,Damas F.,Davignon O.,De Wit A.,Falmagne G.,Fontana Santos Alves B. A.,Ghosh S.,Gilbert A.,Granier de Cassagnac R.,Hakimi A.,Harikrishnan B.,Kalipoliti L.,Liu G.,Motta J.,Nguyen M.,Ochando C.,Portales L.,Salerno R.,Sarkar U.,Sauvan J. B.,Sirois Y.,Tarabini A.,Vernazza E.,Zabi A.,Zghiche A.,Agram J.-L.,Andrea J.,Apparu D.,Bloch D.,Brom J.-M.,Chabert E. C.,Collard C.,Falke S.,Goerlach U.,Grimault C.,Haeberle R.,Le Bihan A.-C.,Sessini M. A.,Van Hove P.,Beauceron S.,Blancon B.,Boudoul G.,Chanon N.,Choi J.,Contardo D.,Depasse P.,Dozen C.,El Mamouni H.,Fay J.,Gascon S.,Gouzevitch M.,Greenberg C.,Grenier G.,Ille B.,Laktineh I. B.,Lethuillier M.,Mirabito L.,Perries S.,Vander Donckt M.,Verdier P.,Xiao J.,Lomidze I.,Toriashvili T.,Tsamalaidze Z.,Botta V.,Feld L.,Klein K.,Lipinski M.,Meuser D.,Pauls A.,Röwert N.,Teroerde M.,Diekmann S.,Dodonova A.,Eich N.,Eliseev D.,Engelke F.,Erdmann M.,Fackeldey P.,Fischer B.,Hebbeker T.,Hoepfner K.,Ivone F.,Jung A.,Lee M. y.,Mastrolorenzo L.,Merschmeyer M.,Meyer A.,Mukherjee S.,Noll D.,Novak A.,Nowotny F.,Pozdnyakov A.,Rath Y.,Redjeb W.,Rehm F.,Reithler H.,Sarkisovi V.,Schmidt A.,Schuler S. 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B.,Milella G.,Mussgiller A.,Nürnberg A.,Otarid Y.,Pérez Adán D.,Ranken E.,Raspereza A.,Ribeiro Lopes B.,Rübenach J.,Saggio A.,Scham M.,Scheurer V.,Schnake S.,Schütze P.,Schwanenberger C.,Shchedrolosiev M.,Sosa Ricardo R. E.,Sreelatha Pramod L. P.,Stafford D.,Vazzoler F.,Ventura Barroso A.,Walsh R.,Wang Q.,Wen Y.,Wichmann K.,Wiens L.,Wissing C.,Wuchterl S.,Yang Y.,Zimermmane Castro Santos A.,Albrecht A.,Albrecht S.,Antonello M.,Bein S.,Benato L.,Bonanomi M.,Connor P.,Eich M.,El Morabit K.,Fischer Y.,Fröhlich A.,Garbers C.,Garutti E.,Grohsjean A.,Hajheidari M.,Haller J.,Jabusch H. R.,Kasieczka G.,Keicher P.,Klanner R.,Korcari W.,Kramer T.,Kutzner V.,Labe F.,Lange J.,Lobanov A.,Matthies C.,Mehta A.,Moureaux L.,Mrowietz M.,Nigamova A.,Nissan Y.,Paasch A.,Pena Rodriguez K. J.,Quadfasel T.,Raciti B.,Rieger M.,Savoiu D.,Schindler J.,Schleper P.,Schröder M.,Schwandt J.,Sommerhalder M.,Stadie H.,Steinbrück G.,Tews A.,Wolf M.,Brommer S.,Burkart M.,Butz E.,Chwalek T.,Dierlamm A.,Droll A.,Faltermann N.,Giffels M.,Gottmann A.,Hartmann F.,Horzela M.,Husemann U.,Klute M.,Koppenhöfer R.,Link M.,Lintuluoto A.,Maier S.,Mitra S.,Mormile M.,Müller Th.,Neukum M.,Oh M.,Quast G.,Rabbertz K.,Shvetsov I.,Simonis H. J.,Trevisani N.,Ulrich R.,van der Linden J.,Von Cube R. 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K.,Varghese S.,Vats D.,Alpana A.,Dube S.,Kansal B.,Laha A.,Rastogi A.,Sharma S.,Bakhshiansohi H.,Khazaie E.,Zeinali M.,Chenarani S.,Etesami S. M.,Khakzad M.,Mohammadi Najafabadi M.,Grunewald M.,Abbrescia M.,Aly R.,Colaleo A.,Creanza D.,D’Anzi B.,De Filippis N.,De Palma M.,Di Florio A.,Elmetenawee W.,Fiore L.,Iaselli G.,Maggi G.,Maggi M.,Margjeka I.,Mastrapasqua V.,My S.,Nuzzo S.,Pellecchia A.,Pompili A.,Pugliese G.,Radogna R.,Ramirez-Sanchez G.,Ramos D.,Ranieri A.,Silvestris L.,Simone F. M.,Sözbilir Ü.,Stamerra A.,Venditti R.,Verwilligen P.,Zaza A.,Abbiendi G.,Battilana C.,Bonacorsi D.,Borgonovi L.,Campanini R.,Capiluppi P.,Castro A.,Cavallo F. R.,Cuffiani M.,Dallavalle G. M.,Diotalevi T.,Fabbri F.,Fanfani A.,Fasanella D.,Giacomelli P.,Giommi L.,Grandi C.,Guiducci L.,Lo Meo S.,Lunerti L.,Marcellini S.,Masetti G.,Navarria F. L.,Primavera F.,Rossi A. M.,Rovelli T.,Siroli G. P.,Costa S.,Di Mattia A.,Potenza R.,Tricomi A.,Tuve C.,Barbagli G.,Bardelli G.,Camaiani B.,Cassese A.,Ceccarelli R.,Ciulli V.,Civinini C.,D’Alessandro R.,Focardi E.,Latino G.,Lenzi P.,Lizzo M.,Meschini M.,Paoletti S.,Papanastassiou A.,Sguazzoni G.,Viliani L.,Benussi L.,Bianco S.,Meola S.,Piccolo D.,Chatagnon P.,Ferro F.,Robutti E.,Tosi S.,Benaglia A.,Boldrini G.,Brivio F.,Cetorelli F.,De Guio F.,Dinardo M. E.,Dini P.,Gennai S.,Ghezzi A.,Govoni P.,Guzzi L.,Lucchini M. T.,Malberti M.,Malvezzi S.,Massironi A.,Menasce D.,Moroni L.,Paganoni M.,Pedrini D.,Pinolini B. S.,Ragazzi S.,Redaelli N.,Tabarelli de Fatis T.,Zuolo D.,Buontempo S.,Cagnotta A.,Carnevali F.,Cavallo N.,De Iorio A.,Fabozzi F.,Iorio A. O. M.,Lista L.,Paolucci P.,Rossi B.,Sciacca C.,Ardino R.,Azzi P.,Bacchetta N.,Biasotto M.,Bisello D.,Bortignon P.,Bragagnolo A.,Checchia P.,Dorigo T.,Fantinel S.,Gasparini F.,Gasparini U.,Grosso G.,Layer L.,Lusiani E.,Margoni M.,Migliorini M.,Pazzini J.,Ronchese P.,Rossin R.,Simonetto F.,Strong G.,Tosi M.,Triossi A.,Ventura S.,Yarar H.,Zanetti M.,Zotto P.,Zucchetta A.,Zumerle G.,Abu Zeid S.,Aimè C.,Braghieri A.,Calzaferri S.,Fiorina D.,Montagna P.,Re V.,Riccardi C.,Salvini P.,Vai I.,Vitulo P.,Ajmal S.,Asenov P.,Bilei G. M.,Ciangottini D.,Fanò L.,Magherini M.,Mantovani G.,Mariani V.,Menichelli M.,Moscatelli F.,Piccinelli A.,Presilla M.,Rossi A.,Santocchia A.,Spiga D.,Tedeschi T.,Azzurri P.,Bagliesi G.,Bhattacharya R.,Bianchini L.,Boccali T.,Bossini E.,Bruschini D.,Castaldi R.,Ciocci M. 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M.,Ortona G.,Pacher L.,Pastrone N.,Pelliccioni M.,Ruspa M.,Siviero F.,Sola V.,Solano A.,Soldi D.,Staiano A.,Tarricone C.,Tornago M.,Trocino D.,Umoret G.,Vlasov E.,Belforte S.,Candelise V.,Casarsa M.,Cossutti F.,De Leo K.,Della Ricca G.,Dogra S.,Hong J.,Huh C.,Kim B.,Kim D. H.,Kim J.,Lee H.,Lee S. W.,Moon C. S.,Oh Y. D.,Pak S. I.,Ryu M. S.,Sekmen S.,Yang Y. C.,Bak G.,Gwak P.,Kim H.,Moon D. H.,Asilar E.,Kim D.,Kim T. J.,Merlin J. A.,Park J.,Choi S.,Han S.,Hong B.,Lee K.,Lee K. S.,Lee S.,Park J.,Park S. K.,Yoo J.,Goh J.,Kim H. S.,Kim Y.,Lee S.,Almond J.,Bhyun J. H.,Choi J.,Jeon S.,Jun W.,Kim J.,Kim J. S.,Ko S.,Kwon H.,Lee H.,Lee J.,Lee J.,Lee S.,Oh B. H.,Oh S. B.,Seo H.,Yang U. K.,Yoon I.,Jang W.,Kang D. Y.,Kang Y.,Kim S.,Ko B.,Lee J. S. H.,Lee Y.,Park I. C.,Roh Y.,Watson I. J.,Yang S.,Ha S.,Yoo H. D.,Choi M.,Kim M. R.,Lee H.,Lee Y.,Yu I.,Beyrouthy T.,Maghrbi Y.,Dreimanis K.,Gaile A.,Pikurs G.,Potrebko A.,Seidel M.,Veckalns V.,Strautnieks N. R.,Ambrozas M.,Juodagalvis A.,Rinkevicius A.,Tamulaitis G.,Bin Norjoharuddeen N.,Yusuff I.,Zolkapli Z.,Benitez J. F.,Castaneda Hernandez A.,Encinas Acosta H. A.,Gallegos Maríñez L. G.,León Coello M.,Murillo Quijada J. A.,Sehrawat A.,Valencia Palomo L.,Ayala G.,Castilla-Valdez H.,De La Cruz-Burelo E.,Heredia-De La Cruz I.,Lopez-Fernandez R.,Mondragon Herrera C. A.,Sánchez Hernández A.,Oropeza Barrera C.,Ramírez García M.,Bautista I.,Pedraza I.,Salazar Ibarguen H. A.,Uribe Estrada C.,Bubanja I.,Raicevic N.,Butler P. H.,Ahmad A.,Asghar M. I.,Awais A.,Awan M. I. M.,Hoorani H. R.,Khan W. A.,Avati V.,Grzanka L.,Malawski M.,Bialkowska H.,Bluj M.,Boimska B.,Górski M.,Kazana M.,Szleper M.,Zalewski P.,Bunkowski K.,Doroba K.,Kalinowski A.,Konecki M.,Krolikowski J.,Muhammad A.,Pozniak K.,Zabolotny W.,Araujo M.,Bastos D.,Beirão Da Cruz E Silva C.,Boletti A.,Bozzo M.,Faccioli P.,Gallinaro M.,Hollar J.,Leonardo N.,Niknejad T.,Petrilli A.,Pisano M.,Seixas J.,Varela J.,Adzic P.,Milenovic P.,Dordevic M.,Milosevic J.,Rekovic V.,Aguilar-Benitez M.,Alcaraz Maestre J.,Barrio Luna M.,Bedoya Cristina F.,Cepeda M.,Cerrada M.,Colino N.,De La Cruz B.,Delgado Peris A.,Fernández Del Val D.,Fernández Ramos J. P.,Flix J.,Fouz M. C.,Gonzalez Lopez O.,Goy Lopez S.,Hernandez J. M.,Josa M. I.,León Holgado J.,Moran D.,Morcillo Perez C. M.,Navarro Tobar Á.,Perez Dengra C.,Pérez-Calero Yzquierdo A.,Puerta Pelayo J.,Redondo I.,Redondo Ferrero D. D.,Romero L.,Sánchez Navas S.,Urda Gómez L.,Vazquez Escobar J.,Willmott C.,de Trocóniz J. F.,Alvarez Gonzalez B.,Cuevas J.,Fernandez Menendez J.,Folgueras S.,Gonzalez Caballero I.,González Fernández J. R.,Palencia Cortezon E.,Ramón Álvarez C.,Rodríguez Bouza V.,Soto Rodríguez A.,Trapote A.,Vico Villalba C.,Vischia P.,Bhowmik S.,Blanco Fernández S.,Brochero Cifuentes J. A.,Cabrillo I. J.,Calderon A.,Duarte Campderros J.,Fernandez M.,Fernandez Madrazo C.,Gomez G.,Lasaosa García C.,Martinez Rivero C.,Martinez Ruiz del Arbol P.,Matorras F.,Matorras Cuevas P.,Navarrete Ramos E.,Piedra Gomez J.,Prieels C.,Scodellaro L.,Vila I.,Vizan Garcia J. M.,Jayananda M. K.,Kailasapathy B.,Sonnadara D. U. J.,Wickramarathna D. D. C.,Dharmaratna W. G. D.,Liyanage K.,Perera N.,Wickramage N.,Abbaneo D.,Amendola C.,Auffray E.,Auzinger G.,Baechler J.,Barney D.,Bermúdez Martínez A.,Bianco M.,Bilin B.,Bin Anuar A. A.,Bocci A.,Brondolin E.,Caillol C.,Camporesi T.,Cerminara G.,Chernyavskaya N.,d’Enterria D.,Dabrowski A.,David A.,De Roeck A.,Defranchis M. M.,Deile M.,Dobson M.,Fallavollita F.,Forthomme L.,Franzoni G.,Funk W.,Giani S.,Gigi D.,Gill K.,Glege F.,Gouskos L.,Haranko M.,Hegeman J.,Innocente V.,James T.,Janot P.,Kieseler J.,Laurila S.,Lecoq P.,Leutgeb E.,Lourenço C.,Maier B.,Malgeri L.,Mannelli M.,Marini A. C.,Meijers F.,Mersi S.,Meschi E.,Milosevic V.,Moortgat F.,Mulders M.,Orfanelli S.,Pantaleo F.,Peruzzi M.,Petrucciani G.,Pfeiffer A.,Pierini M.,Piparo D.,Qu H.,Rabady D.,Reales Gutiérrez G.,Rovere M.,Sakulin H.,Scarfi S.,Selvaggi M.,Sharma A.,Shchelina K.,Silva P.,Sphicas P.,Stahl Leiton A. G.,Steen A.,Summers S.,Treille D.,Tropea P.,Tsirou A.,Walter D.,Wanczyk J.,Wozniak K. A.,Zehetner P.,Zejdl P.,Zeuner W. D.,Bevilacqua T.,Caminada L.,Ebrahimi A.,Erdmann W.,Horisberger R.,Ingram Q.,Kaestli H. C.,Kotlinski D.,Lange C.,Missiroli M.,Noehte L.,Rohe T.,Aarrestad T. K.,Androsov K.,Backhaus M.,Calandri A.,Cazzaniga C.,Datta K.,De Cosa A.,Dissertori G.,Dittmar M.,Donegà M.,Eble F.,Galli M.,Gedia K.,Glessgen F.,Grab C.,Hits D.,Lustermann W.,Lyon A.-M.,Manzoni R. A.,Marchegiani M.,Marchese L.,Martin Perez C.,Mascellani A.,Nessi-Tedaldi F.,Pauss F.,Perovic V.,Pigazzini S.,Ratti M. G.,Reichmann M.,Reissel C.,Reitenspiess T.,Ristic B.,Riti F.,Ruini D.,Sanz Becerra D. A.,Seidita R.,Steggemann J.,Valsecchi D.,Wallny R.,Amsler C.,Bärtschi P.,Botta C.,Brzhechko D.,Canelli M. F.,Cormier K.,Del Burgo R.,Heikkilä J. K.,Huwiler M.,Jin W.,Jofrehei A.,Kilminster B.,Leontsinis S.,Liechti S. P.,Macchiolo A.,Meiring P.,Mikuni V. M.,Molinatti U.,Neutelings I.,Reimers A.,Robmann P.,Sanchez Cruz S.,Schweiger K.,Senger M.,Takahashi Y.,Adloff C.,Kuo C. M.,Lin W.,Rout P. K.,Tiwari P. C.,Yu S. S.,Ceard L.,Chao Y.,Chen K. 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A.,Saltzberg D.,Stone B.,Valuev V.,Clare R.,Gordon M.,Hanson G.,Si W.,Wimpenny S.,Branson J. G.,Cittolin S.,Cooperstein S.,Diaz D.,Duarte J.,Gerosa R.,Giannini L.,Guiang J.,Kansal R.,Krutelyov V.,Lee R.,Letts J.,Masciovecchio M.,Mokhtar F.,Pieri M.,Quinnan M.,Sathia Narayanan B. V.,Sharma V.,Tadel M.,Vourliotis E.,Würthwein F.,Xiang Y.,Yagil A.,Barzdukas A.,Brennan L.,Campagnari C.,Collura G.,Dorsett A.,Incandela J.,Kilpatrick M.,Kim J.,Li A. J.,Masterson P.,Mei H.,Oshiro M.,Richman J.,Sarica U.,Schmitz R.,Setti F.,Sheplock J.,Stuart D.,Wang S.,Bornheim A.,Cerri O.,Latorre A.,Lawhorn J. M.,Mao J.,Newman H. B.,Nguyen T. Q.,Spiropulu M.,Vlimant J. R.,Wang C.,Xie S.,Zhu R. Y.,Alison J.,An S.,Andrews M. B.,Bryant P.,Dutta V.,Ferguson T.,Harilal A.,Liu C.,Mudholkar T.,Murthy S.,Paulini M.,Roberts A.,Sanchez A.,Terrill W.,Cumalat J. P.,Ford W. T.,Hassani A.,Karathanasis G.,MacDonald E.,Manganelli N.,Marini F.,Perloff A.,Savard C.,Schonbeck N.,Stenson K.,Ulmer K. A.,Wagner S. 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S.,Zarubin A.,Zhizhin I.,Zhokin A.

Abstract

Abstract A search for W′ bosons decaying to a top and a bottom quark in final states including an electron or a muon is performed with the CMS detector at the LHC. The analyzed data correspond to an integrated luminosity of 138 fb1 of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV. Good agreement with the standard model expectation is observed and no evidence for the existence of the W′ boson is found over the mass range examined. The largest observed deviation from the standard model expectation is found for a W′ boson mass ($$ {m}_{{\textrm{W}}^{\prime }} $$ m W ) hypothesis of 3.8 TeV with a relative decay width of 1%, with a local (global) significance of 2.6 (2.0) standard deviations. Upper limits on the production cross sections of W′ bosons decaying to a top and a bottom quark are set. Left- and right-handed W′ bosons with $$ {m}_{{\textrm{W}}^{\prime }} $$ m W below 3.9 and 4.3 TeV, respectively, are excluded at the 95% confidence level, under the assumption that the new particle has a narrow decay width. Limits are also set for relative decay widths up to 30%.

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