J/ψ and ψ(2S) production at forward rapidity in p+p collisions at s=510  GeV

Acharya, U. A.; Adare, A.; Aidala, C.; Ajitanand, N. N.; Akiba, Y.; Akimoto, R.; Alfred, M.; Apadula, N.; Aramaki, Y.; Asano, H.; Atomssa, E. T.; Awes, T. C.; Azmoun, B.; Babintsev, V.; Bai, M.; Bandara, N. S.; Bannier, B.; Barish, K. N.; Bathe, S.; Bazilevsky, A.; Beaumier, M.; Beckman, S.; Belmont, R.; Berdnikov, A.; Berdnikov, Y.; Black, D.; Bok, J. S.; Boyle, K.; Brooks, M. L.; Bryslawskyj, J.; Buesching, H.; Bumazhnov, V.; Campbell, S.; Canoa Roman, V.; Chen, C.-H.; Chi, C. Y.; Chiu, M.; Choi, I. J.; Choi, J. B.; Chujo, T.; Citron, Z.; Connors, M.; Csanád, M.; Csörgő, T.; Danley, T. W.; Datta, A.; Daugherity, M. S.; David, G.; DeBlasio, K.; Dehmelt, K.; Denisov, A.; Deshpande, A.; Desmond, E. J.; Ding, L.; Dion, A.; Do, J. H.; Drees, A.; Drees, K. A.; Durham, J. M.; Durum, A.; Enokizono, A.; En’yo, H.; Esha, R.; Esumi, S.; Fadem, B.; Fan, W.; Feege, N.; Fields, D. E.; Finger, M.; Finger, M.; Fitzgerald, D.; Fokin, S. L.; Frantz, J. E.; Franz, A.; Frawley, A. D.; Gal, C.; Gallus, P.; Gamez, E. A.; Garg, P.; Ge, H.; Giordano, F.; Glenn, A.; Goto, Y.; Grau, N.; Greene, S. V.; Grosse Perdekamp, M.; Gu, Y.; Gunji, T.; Guragain, H.; Hachiya, T.; Haggerty, J. S.; Hahn, K. I.; Hamagaki, H.; Han, S. Y.; Hanks, J.; Hasegawa, S.; Haseler, T. O. S.; He, X.; Hemmick, T. K.; Hill, J. C.; Hill, K.; Hodges, A.; Hollis, R. S.; Homma, K.; Hong, B.; Hoshino, T.; Huang, J.; Huang, S.; Ikeda, Y.; Imai, K.; Imazu, Y.; Inaba, M.; Iordanova, A.; Isenhower, D.; Ishimaru, S.; Ivanishchev, D.; Jacak, B. V.; Jeon, S. J.; Jezghani, M.; Ji, Z.; Jia, J.; Jiang, X.; Johnson, B. M.; Joo, E.; Joo, K. S.; Jouan, D.; Jumper, D. S.; Kang, J. H.; Kang, J. S.; Kawall, D.; Kazantsev, A. V.; Key, J. A.; Khachatryan, V.; Khanzadeev, A.; Khatiwada, A.; Kihara, K.; Kim, C.; Kim, D. H.; Kim, D. J.; Kim, E.-J.; Kim, H.-J.; Kim, M.; Kim, Y. K.; Kincses, D.; Kistenev, E.; Klatsky, J.; Kleinjan, D.; Kline, P.; Koblesky, T.; Kofarago, M.; Koster, J.; Kotov, D.; Kurgyis, B.; Kurita, K.; Kurosawa, M.; Kwon, Y.; Lacey, R.; Lajoie, J. G.; Lebedev, A.; Lee, K. B.; Lee, S. H.; Leitch, M. J.; Leitgab, M.; Leung, Y. H.; Lewis, N. A.; Li, X.; Lim, S. H.; Liu, M. X.; Lökös, S.; Lynch, D.; Majoros, T.; Makdisi, Y. I.; Makek, M.; Manion, A.; Manko, V. I.; Mannel, E.; McCumber, M.; McGaughey, P. L.; McGlinchey, D.; McKinney, C.; Meles, A.; Mendoza, M.; Meredith, B.; Metzger, W. J.; Miake, Y.; Mignerey, A. C.; Miller, A. J.; Milov, A.; Mishra, D. K.; Mitchell, J. T.; Mitrankov, Iu.; Mitsuka, G.; Miyasaka, S.; Mizuno, S.; Montuenga, P.; Moon, T.; Morrison, D. P.; Morrow, S. I.; Moukhanova, T. V.; Mulilo, B.; Murakami, T.; Murata, J.; Mwai, A.; Nagamiya, S.; Nagashima, K.; Nagle, J. L.; Nagy, M. I.; Nakagawa, I.; Nakagomi, H.; Nakano, K.; Nattrass, C.; Nelson, S.; Netrakanti, P. K.; Nihashi, M.; Niida, T.; Nishitani, R.; Nouicer, R.; Novák, T.; Novitzky, N.; Nyanin, A. S.; O’Brien, E.; Ogilvie, C. A.; Orjuela Koop, J. D.; Osborn, J. D.; Oskarsson, A.; Ozawa, K.; Pak, R.; Pantuev, V.; Papavassiliou, V.; Park, S.; Pate, S. F.; Patel, L.; Patel, M.; Peng, J.-C.; Peng, W.; Perepelitsa, D. V.; Perera, G. D. N.; Peressounko, D. Yu.; PerezLara, C. E.; Perry, J.; Petti, R.; Pinkenburg, C.; Pinson, R.; Pisani, R. P.; Pun, A.; Purschke, M. L.; Radzevich, P. V.; Rak, J.; Ramasubramanian, N.; Ravinovich, I.; Read, K. F.; Reynolds, D.; Riabov, V.; Riabov, Y.; Richford, D.; Rinn, T.; Riveli, N.; Roach, D.; Rolnick, S. D.; Rosati, M.; Rowan, Z.; Rubin, J. G.; Runchey, J.; Saito, N.; Sakaguchi, T.; Sako, H.; Samsonov, V.; Sarsour, M.; Sato, S.; Sawada, S.; Scarlett, C. Y.; Schaefer, B.; Schmoll, B. K.; Sedgwick, K.; Seele, J.; Seidl, R.; Sen, A.; Seto, R.; Sett, P.; Sexton, A.; Sharma, D.; Shein, I.; Shibata, T.-A.; Shigaki, K.; Shimomura, M.; Shukla, P.; Sickles, A.; Silva, C. L.; Silvermyr, D.; Singh, B. K.; Singh, C. P.; Singh, V.; Slunečka, M.; Smith, K. L.; Soltz, R. A.; Sondheim, W. E.; Sorensen, S. P.; Sourikova, I. V.; Stankus, P. W.; Stepanov, M.; Stoll, S. P.; Sugitate, T.; Sukhanov, A.; Sumita, T.; Sun, J.; Sun, X.; Sun, Z.; Suzuki, S.; Sziklai, J.; Takahara, A.; Taketani, A.; Tanida, K.; Tannenbaum, M. J.; Tarafdar, S.; Taranenko, A.; Tieulent, R.; Timilsina, A.; Todoroki, T.; Tomášek, M.; Torii, H.; Towell, M.; Towell, R.; Towell, R. S.; Tserruya, I.; Ueda, Y.; Ujvari, B.; van Hecke, H. W.; Vargyas, M.; Velkovska, J.; Virius, M.; Vrba, V.; Vznuzdaev, E.; Wang, X. R.; Wang, Z.; Watanabe, D.; Watanabe, Y.; Watanabe, Y. S.; Wei, F.; Whitaker, S.; Wolin, S.; Wong, C. P.; Woody, C. L.; Wu, Y.; Wysocki, M.; Xia, B.; Xu, Q.; Xue, L.; Yalcin, S.; Yamaguchi, Y. L.; Yanovich, A.; Yoo, J. H.; Yoon, I.; Younus, I.; Yu, H.; Yushmanov, I. E.; Zajc, W. A.; Zelenski, A.; Zhai, Y.; Zharko, S.; Zou, L.

doi:10.1103/PhysRevD.101.052006

The first observation of the decay

Ξ_{b}^{-} \to ψ (2 S) Ξ^{-}

and measurement of the branching ratio of

Ξ_{b}^{-} \to ψ (2 S) Ξ^{-}

to

Ξ_{b}^{-} \to J / ψ Ξ^{-}

are presented. The

J / ψ

and

ψ (2 S)

mesons are reconstructed using their dimuon decay modes. The results are based on proton-proton colliding beam data from the LHC collected by the CMS experiment at

\sqrt{s} = 13 TeV

in 2016–2018, corresponding to an integrated luminosity of

140 {fb}^{- 1}

. The branching fraction ratio is measured to be

B (Ξ_{b}^{-} \to ψ (2 S) Ξ^{-}) / B (Ξ_{b}^{-} \to J / ψ Ξ^{-}) = 0.8 4_{- 0.19}^{+ 0.21} (stat) \pm 0.10 (syst) \pm 0.02 (B)

, where the last uncertainty comes from the uncertainties in the branching fractions of the charmonium states. New measurements of the

Ξ_{b} (5945)^{0}

baryon mass and natural width are also presented, using the

Ξ_{b}^{-} π^{+}

final state, where the

Ξ_{b}^{-}

baryon is reconstructed through the decays

J / ψ Ξ^{-}

,

ψ (2 S) Ξ^{-}

,

J / ψ Λ K^{-}

, and

J / ψ Σ^{0} K^{-}

. Finally, the fraction of

Ξ_{b}^{-}

baryons produced from

Ξ_{b} (5945)^{0}

More Like this