Skip to search
Skip to main content
Back to Search
Start Over
Measurement of exclusive $J/\psi$ and $\psi(2S)$ production at $\sqrt{s}=13$ TeV
Authors :
LHCb collaboration Aaij, R. Abdelmotteleb, A. S. W. Beteta, C. Abellan Abudinén, F. Ackernley, T. Adefisoye, A. A. Adeva, B. Adinolfi, M. Adlarson, P. Agapopoulou, C. Aidala, C. A. Ajaltouni, Z. Akar, S. Akiba, K. Albicocco, P. Albrecht, J. Alessio, F. Alexander, M. Aliouche, Z. Cartelle, P. Alvarez Amalric, R. Amato, S. Amey, J. L. Amhis, Y. An, L. Anderlini, L. Andersson, M. Andreianov, A. Andreola, P. Andreotti, M. Andreou, D. Anelli, A. Ao, D. Archilli, F. Argenton, M. Cuendis, S. Arguedas Artamonov, A. Artuso, M. Aslanides, E. Da Silva, R. Ataíde Atzeni, M. Audurier, B. Bacher, D. Perea, I. Bachiller Bachmann, S. Bachmayer, M. Back, J. J. Rodriguez, P. Baladron Balagura, V. Baldini, W. Bao, H. Leite, J. Baptista de Souza Barbetti, M. Barbosa, I. R. Barlow, R. J. Barnyakov, M. Barsuk, S. Barter, W. Bartolini, M. Bartz, J. Basels, J. M. Bassi, G. Batsukh, B. Bay, A. Beck, A. Becker, M. Bedeschi, F. Bediaga, I. B. Belin, S. Bellee, V. Belous, K. Belov, I. Belyaev, I. Benane, G. Bencivenni, G. Ben-Haim, E. Berezhnoy, A. Bernet, R. Andres, S. Bernet Bertolin, A. Betancourt, C. Betti, F. Bex, J. Bezshyiko, Ia. Bhom, J. Bieker, M. S. Biesuz, N. V. Billoir, P. Biolchini, A. Birch, M. Bishop, F. C. R. Bitadze, A. Bizzeti, A. Blake, T. Blanc, F. Blank, J. E. Blusk, S. Bocharnikov, V. Boelhauve, J. A. Garcia, O. Boente Boettcher, T. Bohare, A. Boldyrev, A. Bolognani, C. S. Bolzonella, R. Bondar, N. Borgato, F. Borghi, S. Borsato, M. Borsuk, J. T. Bouchiba, S. A. Bowcock, T. J. V. Boyer, A. Bozzi, C. Braat, P. Rodriguez, A. Brea Breer, N. Brodzicka, J. Gonzalo, A. Brossa Brown, J. Brundu, D. Buchanan, E. Buonaura, A. Buonincontri, L. Burke, A. T. Burr, C. Butkevich, A. Butter, J. S. Buytaert, J. Byczynski, W. Cadeddu, S. Cai, H. Calabrese, R. Ramirez, S. Calderon Calefice, L. Cali, S. Calvi, M. Gomez, M. Calvo Magalhaes, P. Camargo Bouzas, J. I. Cambon Campana, P. Perez, D. H. Campora Quezada, A. F. Campoverde Capelli, S. Capriotti, L. Caravaca-Mora, R. Carbone, A. Salgado, L. Carcedo Cardinale, R. Cardini, A. Carniti, P. Carus, L. Vidal, A. Casais Caspary, R. Casse, G. Godinez, J. Castro Cattaneo, M. Cavallero, G. Cavallini, V. Celani, S. Cervenkov, D. Cesare, S. Chadwick, A. J. Chahrour, I. Charles, M. Charpentier, Ph. Chatzianagnostou, E. Barajas, C. A. Chavez Chefdeville, M. Chen, C. Chen, S. Chen, Z. Chernov, A. Chernyshenko, S. Chobanova, V. Cholak, S. Chrzaszcz, M. Chubykin, A. Chulikov, V. Ciambrone, P. Vidal, X. Cid Ciezarek, G. Cifra, P. Clarke, P. E. L. Clemencic, M. Cliff, H. V. Closier, J. Toapaxi, C. Cocha Coco, V. Cogan, J. Cogneras, E. Cojocariu, L. Collins, P. Colombo, T. Comerma-Montells, A. Congedo, L. Contu, A. Cooke, N. Corredoira, I. Correia, A. Corti, G. Meldrum, J. J. Cottee Couturier, B. Craik, D. C. Torres, M. Cruz Rivera, E. Curras Currie, R. Da Silva, C. L. Dadabaev, S. Dai, L. Dai, X. Dall'Occo, E. Dalseno, J. D'Ambrosio, C. Daniel, J. Danilina, A. d'Argent, P. Davidson, A. Davies, J. E. Davis, A. Francisco, O. De Aguiar De Angelis, C. De Benedetti, F. de Boer, J. De Bruyn, K. De Capua, S. De Cian, M. Da Graca, U. De Freitas Carneiro De Lucia, E. De Miranda, J. M. De Paula, L. De Serio, M. De Simone, P. De Vellis, F. de Vries, J. A. Debernardis, F. Decamp, D. Dedu, V. Del Buono, L. Delaney, B. Dembinski, H. -P. Deng, J. Denysenko, V. Deschamps, O. Dettori, F. Dey, B. Di Nezza, P. Diachkov, I. Didenko, S. Ding, S. Dittmann, L. Dobishuk, V. Docheva, A. D. Dong, C. Donohoe, A. M. Dordei, F. Reis, A. C. dos Dowling, A. D. Duan, W. Duda, P. Dudek, M. W. Dufour, L. Duk, V. Durante, P. Duras, M. M. Durham, J. M. Durmus, O. D. Dziurda, A. Dzyuba, A. Easo, S. Eckstein, E. Egede, U. Egorychev, A. Egorychev, V. Eisenhardt, S. Ejopu, E. Eklund, L. Elashri, M. Ellbracht, J. Ely, S. Ene, A. Epple, E. Eschle, J. Esen, S. Evans, T. Fabiano, F. Falcao, L. N. Fan, Y. Fang, B. Fantini, L. Faria, M. Farmer, K. Fazzini, D. Felkowski, L. Feng, M. Feo, M. Gomez, M. Fernandez Fernez, A. D. Ferrari, F. Rodrigues, F. Ferreira Ferrillo, M. Ferro-Luzzi, M. Filippov, S. Fini, R. A. Fiorini, M. Fischer, K. L. Fitzgerald, D. S. Fitzpatrick, C. Fleuret, F. Fontana, M. Foreman, L. F. Forty, R. Foulds-Holt, D. Sevilla, M. Franco Frank, M. Franzoso, E. Frau, G. Frei, C. Friday, D. A. Fu, J. Fuehring, Q. Fujii, Y. Fulghesu, T. Gabriel, E. Galati, G. Galati, M. D. Torreira, A. Gallas Galli, D. Gambetta, S. Gandelman, M. Gandini, P. Ganie, B. Gao, H. Gao, R. Gao, Y. Garau, M. Martin, L. M. Garcia Moreno, P. Garcia Pardiñas, J. García Garg, K. G. Garrido, L. Gaspar, C. Geertsema, R. E. Gerken, L. L. Gersabeck, E. Gersabeck, M. Gershon, T. Ghorbanimoghaddam, Z. Giambastiani, L. Giasemis, F. I. Gibson, V. Giemza, H. K. Gilman, A. L. Giovannetti, M. Gioventù, A. Gironell, P. Gironella Giugliano, C. Giza, M. A. Gkougkousis, E. L. Glaser, F. C. Gligorov, V. V. Göbel, C. Golobardes, E. Golubkov, D. Golutvin, A. Gomes, A. Fernandez, S. Gomez Abrantes, F. Goncalves Goncerz, M. Gong, G. Gooding, J. A. Gorelov, I. V. Gotti, C. Grabowski, J. P. Cardoso, L. A. Granado Graugés, E. Graverini, E. Grazette, L. Graziani, G. Grecu, A. T. Greeven, L. M. Grieser, N. A. Grillo, L. Gromov, S. Gu, C. Guarise, M. Guittiere, M. Guliaeva, V. Günther, P. A. Guseinov, A. -K. Gushchin, E. Guz, Y. Gys, T. Habermann, K. Hadavizadeh, T. Hadjivasiliou, C. Haefeli, G. Haen, C. Haimberger, J. Hajheidari, M. Halvorsen, M. M. Hamilton, P. M. Hammerich, J. Han, Q. Han, X. Hansmann-Menzemer, S. Hao, L. Harnew, N. Hartmann, M. He, J. Hemmer, F. Henderson, C. Henderson, R. D. L. Hennequin, A. M. Hennessy, K. Henry, L. Herd, J. Gascon, P. Herrero Heuel, J. Hicheur, A. Mendizabal, G. Hijano Hill, D. Hollitt, S. E. Horswill, J. Hou, R. Hou, Y. Howarth, N. Hu, J. Hu, W. Hu, X. Huang, W. Hulsbergen, W. Hunter, R. J. Hushchyn, M. Hutchcroft, D. Ilin, D. Ilten, P. Inglessi, A. Iniukhin, A. Ishteev, A. Ivshin, K. Jacobsson, R. Jage, H. Elles, S. J. Jaimes Jakobsen, S. Jans, E. Jashal, B. K. Jawahery, A. Jevtic, V. Jiang, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, Y. J. John, M. Johnson, D. Jones, C. R. Jones, T. P. Joshi, S. Jost, B. Jurik, N. Juszczak, I. Kaminaris, D. Kandybei, S. Kane, M. Kang, Y. Kar, C. Karacson, M. Karpenkov, D. Kauniskangas, A. Kautz, J. W. Keizer, F. Kenzie, M. Ketel, T. Khanji, B. Kharisova, A. Kholodenko, S. Khreich, G. Kirn, T. Kirsebom, V. S. Kitouni, O. Klaver, S. Kleijne, N. Klimaszewski, K. Kmiec, M. R. Koliiev, S. Kolk, L. Konoplyannikov, A. Kopciewicz, P. Koppenburg, P. Korolev, M. Kostiuk, I. Kot, O. Kotriakhova, S. Kozachuk, A. Kravchenko, P. Kravchuk, L. Kreps, M. Krokovny, P. Krupa, W. Krzemien, W. Kshyvanskyi, O. K. Kubat, J. Kubis, S. Kucharczyk, M. Kudryavtsev, V. Kulikova, E. Kupsc, A. Kutsenko, B. K. Lacarrere, D. Lai, A. Lampis, A. Lancierini, D. Gomez, C. Landesa Lane, J. J. Lane, R. Langenbruch, C. Langer, J. Lantwin, O. Latham, T. Lazzari, F. Lazzeroni, C. Gac, R. Le Lefèvre, R. Leflat, A. Legotin, S. Lehuraux, M. Cid, E. Lemos Leroy, O. Lesiak, T. Leverington, B. Li, A. Li, H. Li, K. Li, L. Li, P. Li, P. -R. Li, Q. Li, S. Li, T. Li, Y. Lian, Z. Liang, X. Libralon, S. Lin, C. Lin, T. Lindner, R. Lisovskyi, V. Litvinov, R. Liu, F. L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, Y. Liu, Y. L. Salvia, A. Lobo Loi, A. Castro, J. Lomba Long, T. Lopes, J. H. Huertas, A. Lopez Soliño, S. López Villalpando, A. Loya Lucarelli, C. Lucchesi, D. Martinez, M. Lucio Lukashenko, V. Luo, Y. Lupato, A. Luppi, E. Lynch, K. Lyu, X. -R. Ma, G. M. Ma, R. Maccolini, S. Machefert, F. Maciuc, F. Mack, B. Mackay, I. Mackey, L. M. Mohan, L. R. Madhan Madurai, M. J. Maevskiy, A. Magdalinski, D. Maisuzenko, D. Majewski, M. W. Malczewski, J. J. Malde, S. Malentacca, L. Malinin, A. Maltsev, T. Manca, G. Mancinelli, G. Mancuso, C. Escalero, R. Manera Manuzzi, D. Marangotto, D. Marchand, J. F. Marchevski, R. Marconi, U. Mariani, S. Benito, C. Marin Marks, J. Marshall, A. M. Martelli, G. Martellotti, G. Martinazzoli, L. Martinelli, M. Santos, D. Martinez Vidal, F. Martinez Massafferri, A. Matev, R. Mathad, A. Matiunin, V. Matteuzzi, C. Mattioli, K. R. Mauri, A. Maurice, E. Mauricio, J. Mayencourt, P. Mazurek, M. McCann, M. Mcconnell, L. McGrath, T. H. McHugh, N. T. McNab, A. McNulty, R. Meadows, B. Meier, G. Melnychuk, D. Meng, F. M. Merk, M. Merli, A. Garcia, L. Meyer Miao, D. Miao, H. Mikhasenko, M. Milanes, D. A. Minotti, A. Minucci, E. Miralles, T. Mitreska, B. Mitzel, D. S. Modak, A. Mödden, A. Mohammed, R. A. Moise, R. D. Mokhnenko, S. Mombächer, T. Monk, M. Monteil, S. Gomez, A. Morcillo Morello, G. Morello, M. J. Morgenthaler, M. P. Morris, A. B. Morris, A. G. Mountain, R. Mu, H. Mu, Z. M. Muhammad, E. Muheim, F. Mulder, M. Müller, K. Muñoz-Rojas, F. Murta, R. Naik, P. Nakada, T. Nandakumar, R. Nanut, T. Nasteva, I. Needham, M. Neri, N. Neubert, S. Neufeld, N. Neustroev, P. Nicolini, J. Nicotra, D. Niel, E. M. Nikitin, N. Nogarolli, P. Nogga, P. Nolte, N. S. Normand, C. Fernandez, J. Novoa Nowak, G. Nunez, C. Nur, H. N. Oblakowska-Mucha, A. Obraztsov, V. Oeser, T. Okamura, S. Okhotnikov, A. Okhrimenko, O. Oldeman, R. Oliva, F. Olocco, M. Onderwater, C. J. G. O'Neil, R. H. Goicochea, J. M. Otalora Owen, P. Oyanguren, A. Ozcelik, O. Padee, A. Padeken, K. O. Pagare, B. Pais, P. R. Pajero, T. Palano, A. Palutan, M. Panshin, G. Paolucci, L. Papanestis, A. Pappagallo, M. Pappalardo, L. L. Pappenheimer, C. Parkes, C. Passalacqua, B. Passaleva, G. Passaro, D. Pastore, A. Patel, M. Patoc, J. Patrignani, C. Paul, A. Pawley, C. J. Pellegrino, A. Peng, J. Altarelli, M. Pepe Perazzini, S. Pereima, D. Da Costa, H. Pereira Castro, A. Pereiro Perret, P. Perro, A. Petridis, K. Petrolini, A. Pfaller, J. P. Pham, H. Pica, L. Piccini, M. Pietrzyk, B. Pietrzyk, G. Pinci, D. Pisani, F. Pizzichemi, M. Placinta, V. Casasus, M. Plo Polci, F. Lener, M. Poli Poluektov, A. Polukhina, N. Polyakov, I. Polycarpo, E. Ponce, S. Popov, D. Poslavskii, S. Prasanth, K. Prouve, C. Pugatch, V. Punzi, G. Qasim, S. Qian, Q. Q. Qian, W. Qin, N. Qu, S. Quagliani, R. Trejo, R. I. Rabadan Rademacker, J. H. Rama, M. García, M. Ramírez De Oliveira, V. Ramos Pernas, M. Ramos Rangel, M. S. Ratnikov, F. Raven, G. De Miguel, M. Rebollo Redi, F. Reich, J. Reiss, F. Ren, Z. Resmi, P. K. Ribatti, R. Ricart, G. R. Riccardi, D. Ricciardi, S. Richardson, K. Richardson-Slipper, M. Rinnert, K. Robbe, P. Robertson, G. Rodrigues, E. Fernandez, E. Rodriguez Lopez, J. A. Rodriguez Rodriguez, E. Rodriguez Rogovskiy, A. Rolf, D. L. Roloff, P. Romanovskiy, V. Lamas, M. Romero Vidal, A. Romero Romolini, G. Ronchetti, F. Rong, T. Rotondo, M. Roy, S. R. Rudolph, M. S. Diaz, M. Ruiz Fernandez, R. A. Ruiz Vidal, J. Ruiz Ryzhikov, A. Ryzka, J. Saavedra-Arias, J. J. Silva, J. J. Saborido Sadek, R. Sagidova, N. Sahoo, D. Sahoo, N. Saitta, B. Salomoni, M. Gras, C. Sanchez Sanderswood, I. Santacesaria, R. Rios, C. Santamarina Santimaria, M. Santoro, L. Santovetti, E. Saputi, A. Saranin, D. Sarnatskiy, A. Sarpis, G. Sarpis, M. Satriano, C. Satta, A. Saur, M. Savrina, D. Sazak, H. Sborzacchi, F. Smead, L. G. Scantlebury Scarabotto, A. Schael, S. Scherl, S. Schiller, M. Schindler, H. Schmelling, M. Schmidt, B. Schmitt, S. Schmitz, H. Schneider, O. Schopper, A. Schubiger, M. Schulte, N. Schulte, S. Schune, M. H. Schwemmer, R. Schwering, G. Sciascia, B. Sciuccati, A. Sellam, S. Semennikov, A. Senger, T. Soares, M. Senghi Sergi, A. Serra, N. Sestini, L. Seuthe, A. Shang, Y. Shangase, D. M. Shapkin, M. Sharma, R. S. Shchemerov, I. Shchutska, L. Shears, T. Shekhtman, L. Shen, Z. Sheng, S. Shevchenko, V. Shi, B. Shi, Q. Shimizu, Y. Shmanin, E. Shorkin, R. Shupperd, J. D. Coutinho, R. Silva Simi, G. Simone, S. Skidmore, N. Skwarnicki, T. Slater, M. W. Smallwood, J. C. Smith, E. Smith, K. Smith, M. Snoch, A. Lavra, L. Soares Sokoloff, M. D. Soler, F. J. P. Solomin, A. Solovev, A. Solovyev, I. Song, R. Song, Y. Song, Y. S. De Almeida, F. L. Souza De Paula, B. Souza Norella, E. Spadaro Spedicato, E. Speer, J. G. Spiridenkov, E. Spradlin, P. Sriskaran, V. Stagni, F. Stahl, M. Stahl, S. Stanislaus, S. Stein, E. N. Steinkamp, O. Stenyakin, O. Stevens, H. Strekalina, D. Su, Y. Suljik, F. Sun, J. Sun, L. Sun, Y. Sundfeld, D. Sutcliffe, W. Swallow, P. N. Swystun, F. Szabelski, A. Szumlak, T. Tan, Y. Tat, M. D. Terentev, A. Terzuoli, F. Teubert, F. Thomas, E. Thompson, D. J. D. Tilquin, H. Tisserand, V. T'Jampens, S. Tobin, M. Tomassetti, L. Tonani, G. Tong, X. Machado, D. Torres Toscano, L. Tou, D. Y. Trippl, C. Tuci, G. Tuning, N. Uecker, L. H. Ukleja, A. Unverzagt, D. J. Ursov, E. Usachov, A. Ustyuzhanin, A. Uwer, U. Vagnoni, V. Valenti, G. Canudas, N. Valls Van Hecke, H. van Herwijnen, E. Van Hulse, C. B. Van Laak, R. van Veghel, M. Vasquez, G. Gomez, R. Vazquez Regueiro, P. Vazquez Sierra, C. Vázquez Vecchi, S. Velthuis, J. J. Veltri, M. Venkateswaran, A. Vesterinen, M. Diaz, M. Vieites Vilasis-Cardona, X. Figueras, E. Vilella Villa, A. Vincent, P. Volle, F. C. Bruch, D. vom Voropaev, N. Vos, K. Vouters, G. Vrahas, C. Wagner, J. Walsh, J. Walton, E. J. Wan, G. Wang, C. Wang, G. Wang, J. Wang, M. Wang, N. W. Wang, R. Wang, X. Wang, X. W. Wang, Y. Wang, Z. Ward, J. A. Waterlaat, M. Watson, N. K. Websdale, D. Wei, Y. Wendel, J. Westhenry, B. D. C. White, D. J. Whitehead, M. Whiter, E. Wiederhold, A. R. Wiedner, D. Wilkinson, G. Wilkinson, M. K. Williams, M. Williams, M. R. J. Williams, R. Wilson, F. F. Wislicki, W. Witek, M. Witola, L. Wong, C. P. Wormser, G. Wotton, S. A. Wu, H. Wu, J. Wu, Y. Wu, Z. Wyllie, K. Xian, S. Xiang, Z. Xie, Y. Xu, A. Xu, J. Xu, L. Xu, M. Xu, Z. Yang, D. Yang, K. Yang, S. Yang, X. Yang, Y. Yang, Z. Yeroshenko, V. Yeung, H. Yin, H. Yu, C. Y. Yu, J. Yuan, X. Zaffaroni, E. Zavertyaev, M. Zdybal, M. Zeng, C. Zeng, M. Zhang, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, S. Zhang, Y. Zhang, Y. Z. Zhao, Y. Zharkova, A. Zhelezov, A. Zheng, S. Z. Zheng, X. Z. Zheng, Y. Zhou, T. Zhou, X. Zhou, Y. Zhovkovska, V. Zhu, L. Z. Zhu, X. Zhukov, V. Zhuo, J. Zou, Q. Zuliani, D. Zunica, G.
Publication Year :
2024
Abstract
Measurements are presented of the cross-section for the central exclusive production of $J/\psi\to\mu^+\mu^-$ and $\psi(2S)\to\mu^+\mu^-$ processes in proton-proton collisions at $\sqrt{s} = 13 $ TeV with 2016-2018 data. They are performed by requiring both muons to be in the LHCb acceptance (with pseudorapidity $2<\eta_{\mu^\pm} < 4.5$) and mesons in the rapidity range $2.0 < y < 4.5$. The integrated cross-section results are \begin{equation*} \sigma_{J/\psi\to\mu^+\mu^-}(2.0<y_{J/\psi}<4.5,2.0<\eta_{\mu^\pm} < 4.5) = 400 \pm 2 \pm 5 \pm 12 \,{\rm pb}\,, \end{equation*} \begin{equation*} \sigma_{\psi(2S)\to\mu^+\mu^-}(2.0<y_{\psi(2S)}<4.5,2.0<\eta_{\mu^\pm} < 4.5) = 9.40 \pm 0.15 \pm 0.13 \pm 0.27 \,{\rm pb}\,, \end{equation*} where the uncertainties are statistical, systematic and due to the luminosity determination. In addition, a measurement of the ratio of \psi(2S) and J/\psi cross-sections, at an average photon-proton centre-of-mass energy of 1 TeV, is performed, giving \begin{equation*} \frac{\sigma_{\psi(2S)}}{\sigma_{J/\psi}} = 0.1763 \pm 0.0029 \pm 0.0008 \pm 0.0039 \,, \end{equation*} 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 the $J/\psi$ and $\psi(2S)$ cross-sections on the total transverse momentum transfer is determined in $pp$ collisions and is found consistent with the behaviour observed in electron-proton collisions.
Details
Database :
arXiv
Publication Type :
Report
Accession number :
edsarx.2409.03496
Document Type :
Working Paper