Measurement of the ηc(1S) production cross-section in p p collisions at √s = 13 TeV

Aaij, R. et al. (2020) Measurement of the ηc(1S) production cross-section in p p collisions at √s = 13 TeV. European Physical Journal C, 80(3), 191. (doi: 10.1140/epjc/s10052-020-7733-0)

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(1S) state in proton–proton collisions at a centre-of-mass energy of √s = 13 TeV is studied in the rapidity range 2.0 < y < 4.5 and in the transverse momentum range 6.5 < pT < 14.0 GeV. The cross-section for prompt production of ηc(1S) mesons relative to that of the J/ψ meson is measured using the p p 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 → p p and ηc → p p decays. The prompt ηc(1S) production cross-section is determined to be σηc(1S) = 1.26 ± 0.11 ± 0.08 ± 0.14 µb, 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(1S) and J/ψ states is measured to be Bb→ηc X /Bb→J/ψ X = 0.48 ± 0.03 ± 0.03 ± 0.05, where the last uncertainty is due to those on the branching fractions of the J/ψ → p p and ηc → p p decays. The difference between the J/ψ and ηc(1S) masses is also determined to be 113.0 ± 0.7 ± 0.1 MeV, which is the most precise single measurement of this quantity to date.

• Item Type: Articles
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Dean, Cameron and Ogilvy, Mr Stephen and Seman Bobulska, Dana and Alexander, Dr Michael and Soler, Professor Paul and Schiller, Dr Manuel and Friday, David and Douglas, Lauren and Coombs, George and Traill, Mr Murdo and Spradlin, Dr Patrick and Cooke, Miss Naomi and Eklund, Prof Lars and Longstaff, Iain Richard
• Authors: Aaij, R., Abellán Beteta, C., Ackernley, T., Adeva, B., Adinolfi, M., Afsharnia, H., Aidala, C. A., Aiola, S., Ajaltouni, Z., Akar, S., Albicocco, P., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Alkhazov, G., Alvarez Cartelle, P., Alves, A. A., Amato, S., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andreassi, G., Andreotti, M., Archilli, F., d’Argent, P., Arnau Romeu, J., Artamonov, A., Artuso, M., Arzymatov, K., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bachmann, S., Back, J. J., Baker, S., Balagura, V., Baldini, W., Baranov, A., Barlow, R. J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Baryshnikov, F., Bassi, G., Batozskaya, V., Batsukh, B., Battig, A., Battista, V., Bay, A., Becker, M., Bedeschi, F., Bediaga, I., Beiter, A., Bel, L. J., Belavin, V., Belin, S., Beliy, N., Bellee, V., Belous, K., Belyaev, I., Ben-Haim, E., Bencivenni, G., Benson, S., Beranek, S., Berezhnoy, A., Bernet, R., Berninghoff, D., Bernstein, H. 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• Journal Name: European Physical Journal C
• Publisher: Springer
• ISSN: 1434-6044
• ISSN (Online): 1434-6052
• Published Online: 02 March 2020
• Copyright Holders: Copyright © 2020 CERN for the benefit of the LHCb collaboration
• First Published: First published in European Physical Journal C 80(3): 191
• Publisher Policy: Reproduced under a Creative Commons License