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Title: Inclusive quarkonium production in pp collisions at $$\sqrt{s}$$ = 5.02 TeV

Journal Article · · European Physical Journal. C, Particles and Fields (Online)
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  1. Homi Bhabha National Institute (India); ALICE Collaboration et al.

This article reports on the inclusive production cross section of several quarkonium states, J/ψ, ψ(2S), $$\mathcal{Υ}$$(1S), $$\mathcal{Υ}$$(2S), and $$\mathcal{Υ}$$(3S), measured with the ALICE detector at the LHC, in pp collisions at $$\sqrt{s}$$=5.02 TeV. The analysis is performed in the dimuon decay channel at forward rapidity ( 2.5 < y < 4). The integrated cross sections and transverse-momentum (pT) and rapidity (y) differential cross sections for J/ψ, ψ(2S), $$\mathcal{Υ}$$(1S), and the ψ(2S) -to-J/ψ cross section ratios are presented. The integrated cross sections, assuming unpolarized quarkonia, are: σJ/ψ (pT<20 GeV/c) = 5.88 ± 0.03 ± 0.34 μb, σψ(2S) (pT<12 GeV/c) = 0.87 ± 0.06 ± 0.10 μb, σΥ(1S) (pT<15 GeV/c) = 45.5 ± 3.9 ± 3.5 nb, σΥ(2S) (pT<15 GeV/c) = 22.4 ± 3.2 ± 2.7 nb, and σΥ(3S) (pT<15 GeV/c) = 4.9 ± 2.2 ± 1.0 nb, where the first (second) uncertainty is the statistical (systematic) one. For the first time, the cross sections of the three $$\mathcal{Υ}$$ states, as well as the ψ(2S) one as a function of pT and y , are measured at $$\sqrt{s}$$=5.02 TeV at forward rapidity. These measurements also significantly extend the J/ψ pT reach and supersede previously published results. A comparison with ALICE measurements in pp collisions at $$\sqrt{s}$$=2.76, 7, 8, and 13 TeV is presented and the energy dependence of quarkonium production cross sections is discussed. Finally, the results are compared with the predictions from several production models.

Research Organization:
Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), Nuclear Physics (NP); National Science Foundation (NSF); USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
ALICE Collaboration
Grant/Contract Number:
AC05-00OR22725; AC02-05CH11231
OSTI ID:
1974313
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1970330
Journal Information:
European Physical Journal. C, Particles and Fields (Online), Vol. 83, Issue 1; ISSN 1434-6052
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

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