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This content will become publicly available on November 1, 2025

Title: Observation of double J/ψ meson production in pPb collisions at sNN=8.16  TeV

The first observation of the concurrent production of twoJ/ψmesons in proton-nucleus collisions is presented. The analysis is based on a proton-lead (pPb) data sample recorded at a nucleon-nucleon center-of-mass energy of 8.16 TeV by the CMS experiment at the CERN LHC and corresponding to an integrated luminosity of174.6nb1. The twoJ/ψmesons are reconstructed in theirμ+μdecay channels with transverse momentapT>6.5GeVand rapidity|y|<2.4. Events where one of theJ/ψmesons is reconstructed in the dielectron channel are also considered in the search. ThepPbJ/ψJ/ψ+Xprocess is observed with a significance of 5.3 standard deviations. The measured inclusive fiducial cross section, using the four-muon channel alone, isσ(pPbJ/ψJ/ψ+X)=22.0±8.9(stat)±1.5(syst)nb. A fit of the data to the expected rapidity separation for pairs ofJ/ψmesons produced in single (SPS) and double (DPS) parton scatterings yieldsσSPSpPbJ/ψJ/ψ+X=16.5±10.8(stat)±0.1(syst)nbandσDPSpPbJ/ψJ/ψ+X=5.4±6.2(stat)±0.4(syst)nb, respectively. This latter result can be transformed into a lower bound on the effective DPS cross section, closely related to the squared average interparton transverse separation in the collision, ofσeff>1.0mbat 95% confidence level.

© 2024 CERN, for the CMS Collaboration2024CERN 
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Award ID(s):
2121686
PAR ID:
10556768
Author(s) / Creator(s):
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