Associated production of prompt J/ψ and Υ mesons in pp collisions at √s = 13 TeV

Aaij, R. et al. (2023) Associated production of prompt J/ψ and Υ mesons in pp collisions at √s = 13 TeV. Journal of High Energy Physics, 2023(8), 93. (doi: 10.1007/JHEP08(2023)093)

Abstract

The associated production of prompt J/ψ and Υ mesons in pp collisions at a centre-of-mass energy of √s = 13 TeV is studied using LHCb data, corresponding to an integrated luminosity of 4 fb−1. The measurement is performed for J/ψ (Υ) mesons with a transverse momentum pT < 10 (30) GeV/c in the rapidity range 2.0 < y < 4.5. In this kinematic range, the cross-section of the associated production of prompt J/ψ and Υ(1S) mesons is measured to be 133 ± 22 ± 7 ± 3 pb, with a significance of 7.9 σ, and that of prompt J/ψ and Υ(2S) mesons to be 76 ± 21 ± 4 ± 7 pb, with a significance of 4.9 σ. The first uncertainty is statistical, the second systematic, and the third due to uncertainties on the used branching fractions. This is the first observation of the associated production of J/ψ and Υ(1S) in proton-proton collisions. Differential cross-sections are measured as functions of variables that are sensitive to kinematic correlations between the J/ψ and Υ(1S) mesons. The effective cross-sections of the associated production of prompt J/ψ and Υ mesons are obtained and found to be compatible with measurements using other particle productions.

• Item Type: Articles
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Seman Bobulska, Dana and Alexander, Dr Michael and Soler, Professor Paul and Robertson, Mr Gary and Whitehead, Dr Mark and Schiller, Dr Manuel and McHugh, Niall and Friday, David and Douglas, Lauren and Spradlin, Dr Patrick and Cooke, Miss Naomi and Eklund, Prof Lars and Longstaff, Iain Richard and Grillo, Dr Lucia
• Authors: Aaij, R., Abdelmotteleb, A. S. W., Abellan Beteta, C., Abudinén, F., Ackernley, T., Adeva, B., Adinolfi, M., Adlarson, P., Afsharnia, H., Agapopoulou, C., Aidala, C. A., Ajaltouni, Z., Akar, S., Akiba, K., Albicocco, P., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Aliouche, Z., Alvarez Cartelle, P., Amalric, R., Amato, S., Amey, J. L., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andersson, M., Andreianov, A., Andreotti, M., Andreou, D., Ao, D., Archilli, F., Artamonov, A., Artuso, M., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bachiller Perea, I. B., Bachmann, S., Bachmayer, M., Back, J. J., Bailly-reyre, A., Baladron Rodriguez, P., Balagura, V., Baldini, W., Baptista de Souza Leite, J., Barbetti, M., Barlow, R. J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Baryshnikov, F., Basels, J. M., Bassi, G., Batozskaya, V., Batsukh, B., Battig, A., Bay, A., Beck, A., Becker, M., Bedeschi, F., Bediaga, I. 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• Journal Name: Journal of High Energy Physics
• Publisher: Springer
• ISSN: 1126-6708
• ISSN (Online): 1029-8479
• Published Online: 17 August 2023
• Copyright Holders: Copyright © 2023 CERN, for the benefit of the LHCb Collaboration
• First Published: First published in Journal of High Energy Physics 2023(8): 93
• Publisher Policy: Reproduced under a Creative Commons License