Abstract
Using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 2.0 fb-1, collected by the LHCb experiment, the production of the ηc(1 S) state in proton–proton collisions at a centre-of-mass energy of s=13TeV is studied in the rapidity range 2.0 < y< 4.5 and in the transverse momentum range 6.5<pT<14.0GeV. The cross-section for prompt production of ηc(1 S) mesons relative to that of the J/ ψ meson is measured using the pp¯ decay mode and is found to be σηc(1S)/σJ/ψ=1.69±0.15±0.10±0.18. The quoted uncertainties are, in order, statistical, systematic and due to uncertainties on the branching fractions of the J/ψ→pp¯ and ηc→pp¯ decays. The prompt ηc(1 S) production cross-section is determined to be σηc(1S)=1.26±0.11±0.08±0.14μb, where the last uncertainty includes that on the J/ ψ meson cross-section. The ratio of the branching fractions of b-hadron decays to the ηc(1 S) and J/ ψ states is measured to be Bb→ηcX/Bb→J/ψX=0.48±0.03±0.03±0.05, where the last uncertainty is due to those on the branching fractions of the J/ψ→pp¯ and ηc→pp¯ decays. The difference between the J/ ψ and ηc(1 S) masses is also determined to be 113.0±0.7±0.1MeV, which is the most precise single measurement of this quantity to date.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 191 |
| Journal | European Physical Journal C |
| Volume | 80 |
| Issue number | 3 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 1 Mar 2020 |
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In: European Physical Journal C, Vol. 80, No. 3, 191, 01.03.2020.
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T1 - Measurement of the ηc(1 S) production cross-section in p p collisions at √s=13TeV
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AU - Thomas, E.
AU - Thomson, K. A.
AU - Tilburg, J. van
AU - Tilley, M. J.
AU - Tisserand, V.
AU - Tobin, M.
AU - Tolk, S.
AU - Tomassetti, L.
AU - Tonelli, D.
AU - Tou, D. Y.
AU - Tournefier, E.
AU - Traill, M.
AU - Tran, M. T.
AU - Trisovic, A.
AU - Tsaregorodtsev, A.
AU - Tuci, G.
AU - Tully, A.
AU - Tuning, N.
AU - Ukleja, A.
AU - Usachov, A.
AU - Ustyuzhanin, A.
AU - Uwer, U.
AU - Vagner, A.
AU - Vagnoni, V.
AU - Valassi, A.
AU - Valat, S.
AU - Valenti, G.
AU - Hecke, H. Van
AU - Hulse, C. B.Van
AU - Gomez, R. Vazquez
AU - Regueiro, P. Vazquez
AU - Vecchi, S.
AU - Veghel, M. van
AU - Velthuis, J. J.
AU - Veltri, M.
AU - Venkateswaran, A.
AU - Vernet, M.
AU - Veronesi, M.
AU - Vesterinen, M.
AU - Barbosa, J. V.Viana
AU - Vieira, D.
AU - Diaz, M. Vieites
AU - Viemann, H.
AU - Vilasis-Cardona, X.
AU - Vitkovskiy, A.
AU - Volkov, V.
AU - Vollhardt, A.
AU - Bruch, D. Vom
AU - Voneki, B.
AU - Vorobyev, A.
AU - Vorobyev, V.
AU - Voropaev, N.
AU - de Vries, J. A.
AU - Sierra, C. Vázquez
AU - Waldi, R.
AU - Walsh, J.
AU - Wang, J.
AU - Wang, J.
AU - Wang, M.
AU - Wang, Y.
AU - Wang, Z.
AU - Ward, D. R.
AU - Wark, H. M.
AU - Watson, N. K.
AU - Websdale, D.
AU - Weiden, A.
AU - Weisser, C.
AU - Westhenry, B. D.C.
AU - White, D. J.
AU - Whitehead, M.
AU - Wiedner, D.
AU - Wilkinson, G.
AU - Wilkinson, M.
AU - Williams, I.
AU - Williams, M. R.J.
AU - Williams, M.
AU - Williams, T.
AU - Wilson, F. F.
AU - Winn, M.
AU - Wislicki, W.
AU - Witek, M.
AU - Wormser, G.
AU - Wotton, S. A.
AU - Wu, H.
AU - Wyllie, K.
AU - Xiang, Z.
AU - Xiao, D.
AU - Xie, Y.
AU - Xing, H.
AU - Xu, A.
AU - Xu, L.
AU - Xu, M.
AU - Xu, Q.
AU - Xu, Z.
AU - Xu, Z.
AU - Yang, Z.
AU - Yang, Z.
AU - Yao, Y.
AU - Yeomans, L. E.
AU - Yin, H.
AU - Yu, J.
AU - Yuan, X.
AU - Yushchenko, O.
AU - Zarebski, K. A.
AU - Zavertyaev, M.
AU - Zdybal, M.
AU - Zeng, M.
AU - Zhang, D.
AU - Zhang, L.
AU - Zhang, S.
AU - Zhang, W. C.
AU - Zhang, Y.
AU - Zhelezov, A.
AU - Zheng, Y.
AU - Zhou, X.
AU - Zhou, Y.
AU - Zhovkovska, V.
AU - Zhu, X.
AU - Zhukov, V.
AU - Zonneveld, J. B.
AU - Zucchelli, S.
N1 - Funding Information: We thank J.-P. Lansberg and H.-S. Shao for useful discussions. We express our gratitude to our colleagues in the CERN accelerator departments for the excellent performance of the LHC. We thank the technical and administrative staff at the LHCb institutes. We acknowledge support from CERN and from the national agencies: CAPES, CNPq, FAPERJ and FINEP (Brazil); MOST and NSFC (China); CNRS/IN2P3 (France); BMBF, DFG and MPG (Germany); INFN (Italy); NWO (Netherlands); MNiSW and NCN (Poland); MEN/IFA (Romania); MSHE (Russia); MinECo (Spain); SNSF and SER (Switzerland); NASU (Ukraine); STFC (United Kingdom); DOE NP and NSF (USA). We acknowledge the computing resources that are provided by CERN, IN2P3 (France), KIT and DESY (Germany), INFN (Italy), SURF (Netherlands), PIC (Spain), GridPP (United Kingdom), RRCKI and Yandex LLC (Russia), CSCS (Switzerland), IFIN-HH (Romania), CBPF (Brazil), PL-GRID (Poland) and OSC (USA). We are indebted to the communities behind the multiple open-source software packages on which we depend. Individual groups or members have received support from AvH Foundation (Germany); EPLANET, Marie Skłodowska-Curie Actions and ERC (European Union); ANR, Labex P2IO and OCEVU, and Région Auvergne-Rhône-Alpes (France); Key Research Program of Frontier Sciences of CAS, CAS PIFI, and the Thousand Talents Program (China); RFBR, RSF and Yandex LLC (Russia); GVA, XuntaGal and GENCAT (Spain); the Royal Society and the Leverhulme Trust (United Kingdom). Funding Information: We thank J.-P. Lansberg and H.-S. Shao for useful discussions. We express our gratitude to our colleagues in the CERN accelerator departments for the excellent performance of the LHC. We thank the technical and administrative staff at the LHCb institutes. We acknowledge support from CERN and from the national agencies: CAPES, CNPq, FAPERJ and FINEP (Brazil); MOST and NSFC (China); CNRS/IN2P3 (France); BMBF, DFG and MPG (Germany); INFN (Italy); NWO (Netherlands); MNiSW and NCN (Poland); MEN/IFA (Romania); MSHE (Russia); MinECo (Spain); SNSF and SER (Switzerland); NASU (Ukraine); STFC (United Kingdom); DOE NP and NSF (USA). We acknowledge the computing resources that are provided by CERN, IN2P3 (France), KIT and DESY (Germany), INFN (Italy), SURF (Netherlands), PIC (Spain), GridPP (United Kingdom), RRCKI and Yandex LLC (Russia), CSCS (Switzerland), IFIN-HH (Romania), CBPF (Brazil), PL-GRID (Poland) and OSC (USA). We are indebted to the communities behind the multiple open-source software packages on which we depend. Individual groups or members have received support from AvH Foundation (Germany); EPLANET, Marie Skłodowska-Curie Actions and ERC (European Union); ANR, Labex P2IO and OCEVU, and Région Auvergne-Rhône-Alpes (France); Key Research Program of Frontier Sciences of CAS, CAS PIFI, and the Thousand Talents Program (China); RFBR, RSF and Yandex LLC (Russia); GVA, XuntaGal and GENCAT (Spain); the Royal Society and the Leverhulme Trust (United Kingdom). Publisher Copyright: © 2020, CERN for the benefit of the LHCb collaboration.
PY - 2020/3/1
Y1 - 2020/3/1
N2 - Using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 2.0 fb-1, collected by the LHCb experiment, the production of the ηc(1 S) state in proton–proton collisions at a centre-of-mass energy of s=13TeV is studied in the rapidity range 2.0 < y< 4.5 and in the transverse momentum range 6.5c(1 S) mesons relative to that of the J/ ψ meson is measured using the pp¯ decay mode and is found to be σηc(1S)/σJ/ψ=1.69±0.15±0.10±0.18. The quoted uncertainties are, in order, statistical, systematic and due to uncertainties on the branching fractions of the J/ψ→pp¯ and ηc→pp¯ decays. The prompt ηc(1 S) production cross-section is determined to be σηc(1S)=1.26±0.11±0.08±0.14μb, where the last uncertainty includes that on the J/ ψ meson cross-section. The ratio of the branching fractions of b-hadron decays to the ηc(1 S) and J/ ψ states is measured to be Bb→ηcX/Bb→J/ψX=0.48±0.03±0.03±0.05, where the last uncertainty is due to those on the branching fractions of the J/ψ→pp¯ and ηc→pp¯ decays. The difference between the J/ ψ and ηc(1 S) masses is also determined to be 113.0±0.7±0.1MeV, which is the most precise single measurement of this quantity to date.
AB - Using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 2.0 fb-1, collected by the LHCb experiment, the production of the ηc(1 S) state in proton–proton collisions at a centre-of-mass energy of s=13TeV is studied in the rapidity range 2.0 < y< 4.5 and in the transverse momentum range 6.5c(1 S) mesons relative to that of the J/ ψ meson is measured using the pp¯ decay mode and is found to be σηc(1S)/σJ/ψ=1.69±0.15±0.10±0.18. The quoted uncertainties are, in order, statistical, systematic and due to uncertainties on the branching fractions of the J/ψ→pp¯ and ηc→pp¯ decays. The prompt ηc(1 S) production cross-section is determined to be σηc(1S)=1.26±0.11±0.08±0.14μb, where the last uncertainty includes that on the J/ ψ meson cross-section. The ratio of the branching fractions of b-hadron decays to the ηc(1 S) and J/ ψ states is measured to be Bb→ηcX/Bb→J/ψX=0.48±0.03±0.03±0.05, where the last uncertainty is due to those on the branching fractions of the J/ψ→pp¯ and ηc→pp¯ decays. The difference between the J/ ψ and ηc(1 S) masses is also determined to be 113.0±0.7±0.1MeV, which is the most precise single measurement of this quantity to date.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85080992890&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1140/epjc/s10052-020-7733-0
DO - 10.1140/epjc/s10052-020-7733-0
M3 - Article
AN - SCOPUS:85080992890
SN - 1434-6044
VL - 80
JO - European Physical Journal C
JF - European Physical Journal C
IS - 3
M1 - 191
ER -