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Title: Measurement of exclusive $J/\psi$ and $\psi(2S)$ production at $\sqrt{s}=13$ TeV
Measurements are presented of the cross-section for the central exclusive production ofJ/\psi\to\mu^+\mu^- J / ψ → μ + μ − and\psi(2S)\to\mu^+\mu^- ψ ( 2 S ) → μ + μ − processes in proton-proton collisions at\sqrt{s} = 13 \ \mathrm{TeV} s = 13 T e V with 2016–2018 data. They are performed by requiring both muons to be in the LHCb acceptance (with pseudorapidity2<\eta_{\mu^±} < 4.5 2 < η μ ± < 4.5 ) and mesons in the rapidity range2.0 < y < 4.5 2.0 < y < 4.5 . The integrated cross-section results are\sigma_{J/\psi\to\mu^+\mu^-}(2.0 σ J / ψ → μ + μ − ( 2.0 < y J / ψ < 4.5 , 2.0 < η μ ± < 4.5 ) = 400 ± 2 ± 5 ± 12 p b , σ ψ ( 2 S ) → μ + μ − ( 2.0 < y ψ ( 2 S ) < 4.5 , 2.0 < η μ ± < 4.5 ) = 9.40 ± 0.15 ± 0.13 ± 0.27 p b , where the uncertainties are statistical, systematic and due to the luminosity determination. In addition, a measurement of the ratio of\psi(2S) ψ ( 2 S ) andJ/\psi J / ψ cross-sections, at an average photon-proton centre-of-mass energy of1\ \mathrm{TeV} 1 T e V , is performed, giving$ = 0.1763 ± 0.0029 ± 0.0008 ± 0.0039,$$ where the first uncertainty is statistical, the second systematic and the third due to the knowledge of the involved branching fractions. For the first time, the dependence of theJ/\psi$ J / ψ and\psi(2S) ψ ( 2 S ) cross-sections on the total transverse momentum transfer is determined inpp p p collisions and is found consistent with the behaviour observed in electron-proton collisions.  more » « less
Award ID(s):
2411639
PAR ID:
10614915
Author(s) / Creator(s):
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Publisher / Repository:
SciPOST
Date Published:
Journal Name:
SciPost Physics
Volume:
18
Issue:
2
ISSN:
2542-4653
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. ; (, SciPost Physics)
    We use the language of von Neumann subfactors to investigate non-invertible symmetries in two dimensions. A fusion categorical symmetry\mathcal{C} 𝒞 , its module category\mathcal{M} ℳ , and a gauging labeled by an algebra object\mathcal{A} 𝒜 are encoded in the bipartite principal graph of a subfactor. The dual principal graph captures the quantum symmetry\mathcal{C}' 𝒞 ′ obtained by gauging\mathcal{A} 𝒜 in\mathcal{C} 𝒞 , as well as a reverse gauging back to\mathcal{C} 𝒞 . From a given subfactorN \subset M N ⊂ M , we derive a quiver diagram that encodes the representations of the associated non-invertible symmetry. We show how this framework provides necessary conditions for admissible gaugings, enabling the construction of generalized orbifold groupoids. To illustrate this strategy, we present three examples: Rep(D_4) ( D 4 ) as a warm-up, the higher-multiplicity case Rep(A_4) ( A 4 ) with its associated generalized orbifold groupoid and triality symmetry, and Rep(A_5) ( A 5 ) , whereA_5 A 5 is the smallest non-solvable finite group. For applications to gapless systems, we embed these generalized gaugings as global manipulations on the conformal manifolds ofc=1 c = 1 CFTs and uncover new self-dualities in the exceptionalSU(2)_1/A_5 S U ( 2 ) 1 / A 5 theory. For\mathcal{C} 𝒞 -symmetric TQFTs, we use the subfactor-derived quiver diagrams to characterize gapped phases, describe their vacuum structure, and classify the recently proposed particle-soliton degeneracies. 
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  3. ; ; (, SciPost Physics)
    Algebraic/Dirac spin liquids (DSLs) are a class of critical quantum ground states that do not have a quasi-particle description. DSLs and related spin liquid phases often arise in strongly frustrated quantum spin systems, in which strong correlations and quantum fluctuations among constituent spins persist down to zero temperature. In this work, we analyze Mott insulating phases ofSU(3) S U ( 3 ) fermions on a kagome lattice which may realize a DSL phase, described at low energies by(2 + 1)d ( 2 + 1 ) d quantum electrodynamics (QED_3 3 ) withN_f=6 N f = 6 Dirac fermions. By analyzing the action of physical symmetries on the operators of the QED_3 3 theory, we conclude that the low energy DSL is a quantum critical point that can be accessed by tuning a single microscopic parameter. Aided by the emergent symmetry and anomalies of the low energy effective theory, we conjecture and present supporting arguments that theSU(3) S U ( 3 ) Kagome magnet DSL is an unnecessary quantum critical point, lying completely within a single phase. 
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  5. ; ; ; (, SciPost Physics)
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