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Title: Measurement of b-quark fragmentation properties in jets using the decay B± → J/ψK± in pp collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV with the ATLAS detector
A bstract The fragmentation properties of jets containing b -hadrons are studied using charged B mesons in 139 fb − 1 of pp collisions at $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV, recorded with the ATLAS detector at the LHC during the period from 2015 to 2018. The B mesons are reconstructed using the decay of B ± into J/ψK ± , with the J/ψ decaying into a pair of muons. Jets are reconstructed using the anti- k t algorithm with radius parameter R = 0 . 4. The measurement determines the longitudinal and transverse momentum profiles of the reconstructed B hadrons with respect to the axes of the jets to which they are geometrically associated. These distributions are measured in intervals of the jet transverse momentum, ranging from 50 GeV to above 100 GeV. The results are corrected for detector effects and compared with several Monte Carlo predictions using different parton shower and hadronisation models. The results for the longitudinal and transverse profiles provide useful inputs to improve the description of heavy-flavour fragmentation in jets.  more » « less
Award ID(s):
2111046
PAR ID:
10318265
Author(s) / Creator(s):
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Date Published:
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2021
Issue:
12
ISSN:
1029-8479
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  3. A<sc>bstract</sc> The production cross sections of$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 and B+mesons are reported in proton-proton (pp) collisions recorded by the CMS experiment at the CERN LHC with a center-of-mass energy of 5.02 TeV. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 302 pb−1. The cross sections are based on measurements of the$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 →J/ψ(μ+μ)ϕ(1020)(K+K) and B+→J/ψ(μ+μ)K+decay channels. Results are presented in the transverse momentum (pT) range 7–50 GeV/cand the rapidity interval |y|<2.4 for the B mesons. The measuredpT-differential cross sections of B+and$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 in pp collisions are well described by fixed-order plus next-to-leading logarithm perturbative quantum chromodynamics calculations. Using previous PbPb collision measurements at the same nucleon-nucleon center-of-mass energy, the nuclear modification factors,RAA, of the B mesons are determined. ForpT>10 GeV/c, both mesons are found to be suppressed in PbPb collisions (withRAAvalues significantly below unity), with less suppression observed for the$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 mesons. In thispTrange, theRAAvalues for the B+mesons are consistent with those for inclusive charged hadrons and D0mesons. Below 10 GeV/c, both B+and$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 are found to be less suppressed than either inclusive charged hadrons or D0mesons, with the$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 RAAvalue consistent with unity. TheRAAvalues found for the B+and$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 are compared to theoretical calculations, providing constraints on the mechanism of bottom quark energy loss and hadronization in the quark-gluon plasma, the hot and dense matter created in ultrarelativistic heavy ion collisions. 
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