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Title: Prompt and non-prompt $$\hbox {J}/\psi $$J/ψ production and nuclear modification at mid-rapidity in p–Pb collisions at $$\mathbf{\sqrt{{ s}_{\text {NN}}}= 5.02}$$sNN=5.02 TeV
Authors:
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Award ID(s):
1719759
Publication Date:
NSF-PAR ID:
10062428
Journal Name:
The European Physical Journal C
Volume:
78
Issue:
6
ISSN:
1434-6044
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. A bstract A measurement of inclusive, prompt, and non-prompt J/ ψ production in p-Pb collisions at a nucleon-nucleon centre-of-mass energy $$ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}} $$ s NN = 5 . 02 TeV is presented. The inclusive J/ ψ mesons are reconstructed in the dielectron decay channel at midrapidity down to a transverse momentum p T = 0. The inclusive J/ ψ nuclear modification factor R pPb is calculated by comparing the new results in p-Pb collisions to a recently measured proton-proton reference at the same centre-of-mass energy. Non-prompt J/ ψ mesons, which originate from the decay of beauty hadrons, are separated from promptly produced J/ ψ on a statistical basis for p T larger than 1.0 GeV/ c . These results are based on the data sample collected by the ALICE detector during the 2016 LHC p-Pb run, corresponding to an integrated luminosity $$ \mathcal{L} $$ L int = 292 ± 11 μ b − 1 , which is six times larger than the previous publications. The total uncertainty on the p T -integrated inclusive J/ ψ and non-prompt J/ ψ cross section are reduced by a factor 1.7 and 2.2, respectively. The measured cross sections and R pPb are compared withmore »theoretical models that include various combinations of cold nuclear matter effects. From the non-prompt J/ ψ production cross section, the $$ \mathrm{b}\overline{\mathrm{b}} $$ b b ¯ production cross section at midrapidity, $$ {\mathrm{d}\sigma}_{\mathrm{b}\overline{\mathrm{b}}} $$ d σ b b ¯ / d y , and the total cross section extrapolated over full phase space, $$ {\sigma}_{\mathrm{b}\overline{\mathrm{b}}} $$ σ b b ¯ , are derived.« less
  2. A bstract The p T -differential production cross sections of prompt and non-prompt (produced in beauty-hadron decays) D mesons were measured by the ALICE experiment at midrapidity ( | y | < 0 . 5) in proton-proton collisions at $$ \sqrt{s} $$ s = 5 . 02 TeV. The data sample used in the analysis corresponds to an integrated luminosity of (19 . 3 ± 0 . 4) nb − 1 . D mesons were reconstructed from their decays D 0 → K − π + , D + → K − π + π + , and $$ {\mathrm{D}}_{\mathrm{s}}^{+}\to \upphi {\uppi}^{+}\to {\mathrm{K}}^{-}{\mathrm{K}}^{+}{\uppi}^{+} $$ D s + → ϕ π + → K − K + π + and their charge conjugates. Compared to previous measurements in the same rapidity region, the cross sections of prompt D + and $$ {\mathrm{D}}_{\mathrm{s}}^{+} $$ D s + mesons have an extended p T coverage and total uncertainties reduced by a factor ranging from 1.05 to 1.6, depending on p T , allowing for a more precise determination of their p T -integrated cross sections. The results are well described by perturbative QCD calculations. The fragmentation fraction of heavy quarks to strange mesonsmore »divided by the one to non-strange mesons, f s / ( f u + f d ), is compatible for charm and beauty quarks and with previous measurements at different centre-of-mass energies and collision systems. The $$ \mathrm{b}\overline{\mathrm{b}} $$ b b ¯ production cross section per rapidity unit at midrapidity, estimated from non-prompt D-meson measurements, is $$ \mathrm{d}{\sigma}_{\mathrm{b}\overline{\mathrm{b}}}/\mathrm{d}y\left|{}_{\left|\mathrm{y}\right|<0.5}=34.5\pm 2.4{\left(\mathrm{stat}\right)}_{-2.9}^{+4.7}\left(\mathrm{tot}.\mathrm{syst}\right)\right. $$ d σ b b ¯ / d y y < 0.5 = 34.5 ± 2.4 stat − 2.9 + 4.7 tot . syst μb. It is compatible with previous measurements at the same centre-of-mass energy and with the cross section pre- dicted by perturbative QCD calculations.« less
  3. Abstract The measurement of the azimuthal-correlation function of prompt D mesons with charged particles in pp collisions at $$\sqrt{s} =5.02\ \hbox {TeV}$$ s = 5.02 TeV and p–Pb collisions at $$\sqrt{s_{\mathrm{NN}}} = 5.02\ \hbox {TeV}$$ s NN = 5.02 TeV with the ALICE detector at the LHC is reported. The $$\mathrm{D}^{0}$$ D 0 , $$\mathrm{D}^{+} $$ D + , and $$\mathrm{D}^{*+} $$ D ∗ + mesons, together with their charge conjugates, were reconstructed at midrapidity in the transverse momentum interval $$3< p_\mathrm{T} < 24\ \hbox {GeV}/c$$ 3 < p T < 24 GeV / c and correlated with charged particles having $$p_\mathrm{T} > 0.3\ \hbox {GeV}/c$$ p T > 0.3 GeV / c and pseudorapidity $$|\eta | < 0.8$$ | η | < 0.8 . The properties of the correlation peaks appearing in the near- and away-side regions (for $$\Delta \varphi \approx 0$$ Δ φ ≈ 0 and $$\Delta \varphi \approx \pi $$ Δ φ ≈ π , respectively) were extracted via a fit to the azimuthal correlation functions. The shape of the correlation functions and the near- and away-side peak features are found to be consistent in pp and p–Pb collisions, showing no modifications due to nuclear effects withinmore »uncertainties. The results are compared with predictions from Monte Carlo simulations performed with the PYTHIA, POWHEG+PYTHIA, HERWIG, and EPOS 3 event generators.« less