Skip to Main content Skip to Navigation
Journal articles

Measurement of the $\eta_c (1S)$ production cross-section in proton-proton collisions via the decay $\eta_c (1S) \rightarrow p \bar{p}$

R. Aaij C. Abellán Beteta B. Adeva M. Adinolfi A. Affolder Ziad Ajaltouni 1 S. Akar 2 J. Albrecht F. Alessio 3 M. Alexander S. Ali G. Alkhazov P. Alvarez Cartelle A. A. Alves Jr S. Amato S. Amerio Y. Amhis 4 L. An L. Anderlini J. Anderson R. Andreassen M. Andreotti J. E. Andrews R. B. Appleby O. Aquines Gutierrez F. Archilli A. Artamonov M. Artuso E. Aslanides 2 G. Auriemma M. Baalouch 1 S. Bachmann J. J. Back A. Badalov C. Baesso W. Baldini R. J. Barlow C. Barschel S. Barsuk 4 W. Barter V. Batozskaya V. Battista A. Bay L. Beaucourt 3 J. Beddow F. Bedeschi I. Bediaga S. Belogurov K. Belous I. Belyaev E. Ben-Haim 5 G. Bencivenni S. Benson J. Benton A. Berezhnoy R. Bernet M. -O. Bettler M. van Beuzekom A. Bien S. Bifani T. Bird A. Bizzeti P. M. Bjørnstad T. Blake F. Blanc J. Blouw S. Blusk V. Bocci A. Bondar N. Bondar W. Bonivento S. Borghi A. Borgia M. Borsato 4 T. J. V. Bowcock E. Bowen C. Bozzi T. Brambach J. Bressieux D. Brett M. Britsch T. Britton J. Brodzicka N. H. Brook H. Brown A. Bursche G. Busetto J. Buytaert S. Cadeddu R. Calabrese M. Calvi M. Calvo Gomez P. Campana D. Campora Perez A. Carbone G. Carboni R. Cardinale A. Cardini L. Carson K. Carvalho Akiba G. Casse L. Cassina L. Castillo Garcia M. Cattaneo Ch. Cauet R. Cenci M. Charles 5 Ph. Charpentier M. Chefdeville 3 S. Chen S. -F. Cheung N. Chiapolini M. Chrzaszcz K. Ciba X. Cid Vidal G. Ciezarek P. E. L. Clarke M. Clemencic H. V. Cliff J. Closier V. Coco J. Cogan 2 E. Cogneras 1 V. Cogoni L. Cojocariu P. Collins A. Comerma-Montells A. Contu A. Cook M. Coombes S. Coquereau 5 G. Corti M. Corvo I. Counts B. Couturier G. A. Cowan D. C. Craik M. Cruz Torres S. Cunliffe R. Currie C. d'Ambrosio J. Dalseno P. David 5 P. N. Y. David A. Davis K. de Bruyn S. de Capua M. de Cian J. M. de Miranda L. de Paula W. de Silva P. de Simone D. Decamp 3 M. Deckenhoff L. del Buono 5 N. Déléage 3 D. Derkach O. Deschamps 1 F. Dettori A. Di Canto H. Dijkstra S. Donleavy F. Dordei M. Dorigo A. Dosil Suárez D. Dossett A. Dovbnya K. Dreimanis G. Dujany F. Dupertuis P. Durante R. Dzhelyadin A. Dziurda A. Dzyuba S. Easo U. Egede V. Egorychev S. Eidelman S. Eisenhardt U. Eitschberger R. Ekelhof L. Eklund I. El Rifai 1 E. Elena Ch. Elsasser S. Ely S. Esen H. -M. Evans T. Evans A. Falabella C. Färber C. Farinelli N. Farley S. Farry Rf Fay D. Ferguson V. Fernandez Albor F. Ferreira Rodrigues M. Ferro-Luzzi S. Filippov M. Fiore M. Fiorini M. Firlej C. Fitzpatrick T. Fiutowski P. Fol M. Fontana F. Fontanelli R. Forty O. Francisco M. Frank C. Frei M. Frosini J. Fu E. Furfaro A. Gallas Torreira D. Galli S. Gallorini S. Gambetta M. Gandelman P. Gandini Y. Gao J. García Pardiñas J. Garofoli J. Garra Tico L. Garrido C. Gaspar R. Gauld L. Gavardi G. Gavrilov A. Geraci E. Gersabeck M. Gersabeck T. Gershon Ph. Ghez 3 A. Gianelle S. Gianì V. Gibson L. Giubega V. V. Gligorov C. Göbel D. Golubkov A. Golutvin A. Gomes C. Gotti M. Grabalosa G' Andara 1 R. Graciani Diaz L. A. Granado Cardoso E. Graugés G. Graziani A. Grecu E. Greening S. Gregson P. Griffith L. Grillo O. Grünberg B. Gui E. Gushchin Yu. Guz T. Gys C. Hadjivasiliou G. Haefeli C. Haen S. C. Haines S. Hall B. Hamilton T. Hampson X. Han S. Hansmann-Menzemer N. Harnew S. T. Harnew J. Harrison J. He T. Head V. Heijne K. Hennessy Pierre Henrard 1 L. Henry 5 J. A. Hernando Morata E. van Herwijnen M. Heß A. Hicheur D. Hill M. Hoballah 1 C. Hombach W. Hulsbergen P. Hunt N. Hussain D. Hutchcroft D. Hynds M. Idzik P. Ilten R. Jacobsson A. Jaeger J. Jalocha E. Jans P. Jaton A. Jawahery F. Jing M. John D. Johnson C. R. Jones C. Joram B. Jost N. Jurik M. Kaballo S. Kandybei W. Kanso 2 M. Karacson T. M. Karbach S. Karodia M. Kelsey I. R. Kenyon T. Ketel B. Khanji C. Khurewathanakul S. Klaver K. Klimaszewski O. Kochebina 4 M. Kolpin I. Komarov R. F. Koopman P. Koppenburg M. Korolev A. Kozlinskiy L. Kravchuk K. Kreplin M. Kreps G. Krocker P. Krokovny F. Kruse W. Kucewicz M. Kucharczyk V. Kudryavtsev K. Kurek T. Kvaratskheliya V. N. La Thi D. Lacarrere G. Lafferty A. Lai D. Lambert R. W. Lambert G. Lanfranchi C. Langenbruch B. Langhans T. Latham C. Lazzeroni R. Le Gac 2 J. van Leerdam J. -P. Lees 3 R. Lefèvre 1 A. Leflat J. Lefrançois 4 S. Leo O. Leroy 2 T. Lesiak B. Leverington Y. Li 4 T. Likhomanenko M. Liles R. Lindner C. Linn F. Lionetto B. Liu S. Lohn I. Longstaff J. H. Lopes N. Lopez-March P. Lowdon D. Lucchesi H. Luo A. Lupato E. Luppi O. Lupton F. Machefert 4 I. V. Machikhiliyan F. Maciuc O. Maev S. Malde A. Malinin G. Manca G. Mancinelli 2 A. Mapelli J. Maratas 1 J. F. Marchand 3 U. Marconi C. Marin Benito P. Marino R. Märki J. Marks G. Martellotti A. Martens 5 A. Martín Sánchez 4 M. Martinelli D. Martinez Santos F. Martinez Vidal D. Martins Tostes A. Massafferri R. Matev Z. Mathe C. Matteuzzi A. Mazurov M. Mccann J. Mccarthy A. Mcnab R. Mcnulty B. Mcskelly B. Meadows F. Meier M. Meissner M. Merk D. A. Milanes 5 M. -N. Minard 3 N. Moggi J. Molina Rodriguez S. Monteil 1 M. Morandin P. Morawski A. Mordà 2, 6 M. J. Morello J. Moron A. -B. Morris R. Mountain F. Muheim K. Müller M. Mussini B. Muster P. Naik T. Nakada R. Nandakumar I. Nasteva M. Needham N. Neri S. Neubert N. Neufeld M. Neuner A. D. Nguyen T. D. Nguyen C. Nguyen-Mau Marie Nicol 4 V. Niess 1 R. Niet N. Nikitin T. Nikodem A. Novoselov D. P. O'Hanlon A. Oblakowska-Mucha V. Obraztsov S. Oggero S. Ogilvy O. Okhrimenko R. Oldeman G. Onderwater M. Orlandea J. M. Otalora Goicochea P. Owen A. Oyanguren B. K. Pal A. Palano F. Palombo M. Palutan J. Panman A. Papanestis M. Pappagallo L. L. Pappalardo C. Parkes C. J. Parkinson G. Passaleva G. D. Patel M. Patel C. Patrignani A. Pazos Alvarez A. Pearce A. Pellegrino M. Pepe Altarelli S. Perazzini E. Perez Trigo P. Perret 1 M. Perrin-Terrin 2 L. Pescatore E. Pesen K. Petridis A. Petrolini E. Picatoste Olloqui B. Pietrzyk 3 T. Pilař D. Pinci A. Pistone S. Playfer M. Plo Casasus F. Polci 5 A. Poluektov E. Polycarpo A. Popov D. Popov B. Popovici C. Potterat E. Price J. D. Price J. Prisciandaro A. Pritchard C. Prouve V. Pugatch A. Puig Navarro G. Punzi W. Qian 3 B. Rachwal J. H. Rademacker B. Rakotomiaramanana M. Rama M. S. Rangel I. Raniuk N. Rauschmayr G. Raven F. Redi S. Reichert M. M. Reid A. C. Dos Reis S. Ricciardi S. Richards M. Rihl K. Rinnert V. Rives Molina P. Robbe 4 A. B. Rodrigues E. Rodrigues P. Rodriguez Perez S. Roiser V. Romanovsky A. Romero Vidal M. Rotondo J. Rouvinet T. Ruf H. Ruiz P. Ruiz Valls J. J. Saborido Silva N. Sagidova P. Sail B. Saitta V. Salustino Guimaraes C. Sanchez Mayordomo B. Sanmartin Sedes R. Santacesaria C. Santamarina Rios E. Santovetti A. Sarti C. Satriano A. Satta D. M. Saunders M. Savrie D. Savrina M. Schiller H. Schindler M. Schlupp M. Schmelling B. Schmidt O. Schneider A. Schopper M. -H. Schune 4 R. Schwemmer B. Sciascia A. Sciubba M. Seco A. Semennikov I. Sepp N. Serra J. Serrano 2 L. Sestini P. Seyfert M. Shapkin I. Shapoval Y. Shcheglov T. Shears L. Shekhtman V. Shevchenko A. Shires R. Silva Coutinho G. Simi M. Sirendi N. Skidmore T. Skwarnicki N. A. Smith E. Smith J. Smith M. Smith H. Snoek M. D. Sokoloff F. J. P. Soler F. Soomro D. Souza B. Souza de Paula B. Spaan A. Sparkes P. Spradlin S. Sridharan F. Stagni M. Stahl S. Stahl O. Steinkamp O. Stenyakin S. Stevenson S. Stoica S. Stone B. Storaci S. Stracka M. Straticiuc U. Straumann R. Stroili V. K. Subbiah Luyan Sun W. Sutcliffe K. Swientek S. Swientek V. Syropoulos M. Szczekowski P. Szczypka D. Szilard T. Szumlak S. t'Jampens 3 M. Teklishyn 4 G. Tellarini F. Teubert C. Thomas E. Thomas J. van Tilburg V. Tisserand 3 M. Tobin S. Tolk L. Tomassetti D. Tonelli S. Topp-Joergensen N. Torr E. Tournefier 3 S. Tourneur M. T. Tran M. Tresch A. Tsaregorodtsev 2 P. Tsopelas N. Tuning M. Ubeda Garcia A. Ukleja A. Ustyuzhanin U. Uwer C. Vacca V. Vagnoni G. Valenti A. Vallier 4 R. Vazquez Gomez P. Vazquez Regueiro C. Vázquez Sierra S. Vecchi J. J. Velthuis M. Veltri G. Veneziano M. Vesterinen B. Viaud 4 D. Vieira M. Vieites Diaz X. Vilasis-Cardona A. Vollhardt D. Volyanskyy D. Voong A. Vorobyev V. Vorobyev C. Voß H. Voss J. A. de Vries R. Waldi C. Wallace R. Wallace J. Walsh S. Wandernoth J. Wang D. R. Ward N. K. Watson D. Websdale M. Whitehead J. Wicht D. Wiedner G. Wilkinson M. P. Williams M. Williams H. W. Wilschut F. F. Wilson J. Wimberley J. Wishahi W. Wislicki M. Witek G. Wormser 4 S. A. Wotton S. Wright K. Wyllie Y. Xie Z. Xing Z. Xu Z. Yang X. Yuan O. Yushchenko M. Zangoli M. Zavertyaev L. Zhang W. C. Zhang Y. Zhang A. Zhelezov A. Zhokhov L. Zhong A. Zvyagin
Abstract : The production of the $\eta_c (1S)$ state in proton-proton collisions is probed via its decay to the $p \bar{p}$ final state with the LHCb detector, in the rapidity range $2.0 < y < 4.5$ and in the meson transverse-momentum range $p_T > 6.5$ GeV/c. The cross-section for prompt production of $\eta_c (1S)$ mesons relative to the prompt $J/\psi$ cross-section is measured, for the first time, to be $\sigma_{\eta_c (1S)}/\sigma_{J/\psi} = 1.74 \pm 0.29 \pm 0.28 \pm 0.18 _{B}$ at a centre-of-mass energy $\sqrt{s} = 7$ TeV using data corresponding to an integrated luminosity of 0.7 fb$^{-1}$, and $\sigma_{\eta_c (1S)}/\sigma_{J/\psi} = 1.60 \pm 0.29 \pm 0.25 \pm 0.17 _{B}$ at $\sqrt{s} = 8$ TeV using 2.0 fb$^{-1}$. The uncertainties quoted are, in order, statistical, systematic, and that on the ratio of branching fractions of the $\eta_c (1S)$ and $J/\psi$ decays to the $p \bar{p}$ final state. In addition, the inclusive branching fraction of $b$-hadron decays into $\eta_c (1S)$ mesons is measured, for the first time, to be $B ( b \rightarrow \eta_c X ) = (4.88 \pm 0.64 \pm 0.25 \pm 0.67 _{B}) \times 10^{-3}$, where the third uncertainty includes also the uncertainty on the $J/\psi$ inclusive branching fraction from $b$-hadron decays. The difference between the $J/\psi$ and $\eta_c (1S)$ meson masses is determined to be $114.7 \pm 1.5 \pm 0.1$ MeV/c$^2$.
Document type :
Journal articles
Complete list of metadatas

http://hal.in2p3.fr/in2p3-01063882
Contributor : Danielle Cristofol <>
Submitted on : Monday, September 15, 2014 - 8:44:58 AM
Last modification on : Friday, November 20, 2020 - 3:28:04 PM

Links full text

Identifiers

Citation

R. Aaij, C. Abellán Beteta, B. Adeva, M. Adinolfi, A. Affolder, et al.. Measurement of the $\eta_c (1S)$ production cross-section in proton-proton collisions via the decay $\eta_c (1S) \rightarrow p \bar{p}$. European Physical Journal C: Particles and Fields, Springer Verlag (Germany), 2015, 75 (7), pp.311. ⟨10.1140/epjc/s10052-015-3502-x⟩. ⟨in2p3-01063882⟩

Share

Metrics

Record views

654