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Title: Measurement of the D + -meson production cross section at low transverse momentum in p p ¯ collisions at s = 1.96 TeV

We report on a measurement of the D +-meson production cross section as a function of transverse momentum (p T) in proton-antiproton (p$$\bar{p}$$) collisions at 1.96 TeV center-of-mass energy, using the full data set collected by the Collider Detector at Fermilab in Tevatron Run II and corresponding to 10 fb -1 of integrated luminosity. We use D +→K -π +π + decays fully reconstructed in the central rapidity region |y|<1 with transverse momentum down to 1.5 GeV/c, a range previously unexplored in p$$\bar{p}$$ collisions. Inelastic p$$\bar{p}$$ scattering events are selected online using minimally biasing requirements followed by an optimized offline selection. The K -π +π + mass distribution is used to identify the D + signal, and the D + transverse impact-parameter distribution is used to separate prompt production, occurring directly in the hard-scattering process, from secondary production from b-hadron decays. We obtain a prompt D + signal of 2950 candidates corresponding to a total cross section σ(D +,1.5T<14.5 GeV/c,|y|<1)=71.9±6.8(stat)±9.3(syst) μb. While the measured cross sections are consistent with theoretical estimates in each p T bin, the shape of the observed p T spectrum is softer than the expectation from quantum chromodynamics. The results are unique in p$$\bar{p}$$ collisions and can improve the shape and uncertainties of future predictions.
Authors:
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Publication Date:
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-16-473-PPD; arXiv:1610.08989
Journal ID: ISSN 2470-0010; PRVDAQ; 1495024
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359
Type:
Accepted Manuscript
Journal Name:
Physical Review D
Additional Journal Information:
Journal Volume: 95; Journal Issue: 9; Journal ID: ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical Society (APS)
Research Org:
Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States); Fermi National Accelerator Lab. (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Berkeley National Lab. (LBNL), Berkeley, CA (United States); Los Alamos National Lab. (LANL), Los Alamos, NM (United States); Argonne National Lab. (ANL), Argonne, IL (United States)
Sponsoring Org:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP) (SC-25)
Contributing Orgs:
CDF Collaboration
Country of Publication:
United States
Language:
English
Subject:
72 PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS
OSTI Identifier:
1343971
Alternate Identifier(s):
OSTI ID: 1360877