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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
Award ID(s):
1719759
PAR ID:
10062428
Author(s) / Creator(s):
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Date Published:
Journal Name:
The European Physical Journal C
Volume:
78
Issue:
6
ISSN:
1434-6044
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
More Like this
  1. A<sc>bstract</sc> The transverse momentum (pT) and centrality dependence of the nuclear modification factorRAAof prompt and non-prompt J/ψ, the latter originating from the weak decays of beauty hadrons, have been measured by the ALICE collaboration in Pb–Pb collisions at$$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$ s NN = 5.02 TeV. The measurements are carried out through the e+edecay channel at midrapidity (|y| < 0.9) in the transverse momentum region 1.5 <pT< 10 GeV/c. Both prompt and non-prompt J/ψmeasurements indicate a significant suppression forpT> 5 GeV/c, which becomes stronger with increasing collision centrality. The results are consistent with similar LHC measurements in the overlappingpTintervals, and cover the kinematic region down topT= 1.5 GeV/cat midrapidity, not accessible by other LHC experiments. The suppression of prompt J/ψin central and semicentral collisions exhibits a decreasing trend towards lower transverse momentum, described within uncertainties by models implementing J/ψproduction from recombination of c and$$ \overline{\textrm{c}} $$ c ¯ quarks produced independently in different partonic scatterings. At high transverse momentum, transport models including quarkonium dissociation are able to describe the suppression for prompt J/ψ. For non-prompt J/ψ, the suppression predicted by models including both collisional and radiative processes for the computation of the beauty-quark energy loss inside the quark-gluon plasma is consistent with measurements within uncertainties. 
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  2. 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 with 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. 
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  3. null (Ed.)
    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 mesons 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. 
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  4. A bstract The production of prompt D 0 , D + , and D *+ mesons was measured at midrapidity (| y | < 0.5) in Pb–Pb collisions at the centre-of-mass energy per nucleon–nucleon pair $$ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}} $$ s NN = 5 . 02 TeV with the ALICE detector at the LHC. The D mesons were reconstructed via their hadronic decay channels and their production yields were measured in central (0–10%) and semicentral (30–50%) collisions. The measurement was performed up to a transverse momentum ( p T ) of 36 or 50 GeV/c depending on the D meson species and the centrality interval. For the first time in Pb–Pb collisions at the LHC, the yield of D 0 mesons was measured down to p T = 0, which allowed a model-independent determination of the p T -integrated yield per unit of rapidity (d N/ d y ). A maximum suppression by a factor 5 and 2.5 was observed with the nuclear modification factor ( R AA ) of prompt D mesons at p T = 6–8 GeV/c for the 0–10% and 30–50% centrality classes, respectively. The D-meson R AA is compared with that of charged pions, charged hadrons, and J /ψ mesons as well as with theoretical predictions. The analysis of the agreement between the measured R AA , elliptic ( v 2 ) and triangular ( v 3 ) flow, and the model predictions allowed us to constrain the charm spatial diffusion coefficient D s . Furthermore the comparison of R AA and v 2 with different implementations of the same models provides an important insight into the role of radiative energy loss as well as charm quark recombination in the hadronisation mechanisms. 
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