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Office of Scientific and Technical Information

Title: Observation of the B c + Meson in Pb-Pb and p p Collisions at s N N = 5.02 TeV and Measurement of its Nuclear Modification Factor

Journal Article · · Physical Review Letters
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The $$B_\mathrm{c}^+$$ meson is observed for the first time in heavy ion collisions. Data from the CMS detector are used to study the production of the $$B_\mathrm{c}^+$$ meson in lead-lead (PbPb) and proton-proton (pp) collisions at a center-of-mass energy per nucleon pair of $$\sqrt{s_{\mathrm{NN}}} =$$ 5.02 TeV, via the $$B_\mathrm{c}^+ \to (J/\psi\to\mu^+\mu^-)\mu^+\nu_\mu$$ decay. The $$B_\mathrm{c}^+$$ nuclear modification factor, derived from the PbPb-to-pp ratio of production cross sections, is measured in two bins of the trimuon transverse momentum and of the PbPb collision centrality. The B$$_\mathrm{c}^+$$ meson is shown to be less suppressed than quarkonia and most of the open heavy-flavor mesons, suggesting that effects of the hot and dense nuclear matter created in heavy ion collisions contribute to its production. This measurement sets forth a promising new probe of the interplay of suppression and enhancement mechanisms in the production of heavy-flavor mesons in the quark-gluon plasma.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Lab. (LLNL), Livermore, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
1873431
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1839548
Report Number(s):
CMS-HIN-20-004; CERN-EP-2021-259; FERMILAB-PUB-22-018-CMS; arXiv:2201.02659; PRLTAO; 252301
Journal Information:
Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Vol. 128 Journal Issue: 25; ISSN 0031-9007
Publisher:
American Physical SocietyCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

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Performance of the CMS muon detector and muon reconstruction with proton-proton collisions at √ s =13 TeV journal June 2018
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(Non)thermal aspects of charmonium production and a new look at J/ψ suppression journal October 2000
Measurement of the B ± Meson Nuclear Modification Factor in Pb-Pb Collisions at s N N = 5.02 TeV journal October 2017
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Extraction and validation of a new set of CMS pythia8 tunes from underlying-event measurements journal January 2020
Measurement of the ratio of the production cross sections times branching fractions of B c ±  → J/ψπ ± and B± → J/ψK ± and ℬ B c ± → J / ψ π ± π ± π ∓ / ℬ B c ± → J / ψ π ± $$ \mathrm{\mathcal{B}}\left({\mathrm{B}}_{\mathrm{c}}^{\pm}\to \mathrm{J}/\psi {\pi}^{\pm }{\pi}^{\pm }{\pi}^{\mp}\right)/\mathrm{\mathcal{B}}\left({\mathrm{B}}_{\mathrm{c}}^{\pm}\to \mathrm{J}/\psi {\pi}^{\pm}\right) $$ in pp collisions at s = 7 $$ \sqrt{s}=7 $$ TeV journal January 2015
Measurement of D0, D+, D*+ and D s + production in Pb-Pb collisions at s N N = 5.02 $$ \sqrt{{\mathrm{s}}_{\mathrm{NN}}}=5.02 $$ TeV journal October 2018
A model of jet quenching in ultrarelativistic heavy ion collisionsand high- p T hadron spectra at RHIC journal January 2006
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Heavy-quark colorimetry of QCD matter journal November 2001
Measurement of the azimuthal anisotropy of and mesons in PbPb collisions at s NN = 5.02 TeV journal August 2021
Erratum: Observation of Sequential ϒ Suppression in PbPb Collisions [Phys. Rev. Lett. 109 , 222301 (2012)] journal May 2018
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J/ψ suppression by quark-gluon plasma formation journal October 1986
Observation of Two Excited B c + States and Measurement of the B c + ( 2 S ) Mass in p p Collisions at s = 13 TeV journal April 2019
Prompt and non-prompt $$J/\psi $$ J / ψ and $$\psi (2\mathrm {S})$$ ψ ( 2 S ) suppression at high transverse momentum in $$5.02~\mathrm {TeV}$$ 5.02 TeV Pb+Pb collisions with the ATLAS experiment journal September 2018
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Description and performance of track and primary-vertex reconstruction with the CMS tracker journal October 2014
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