Energy dependence of \(\phi \) meson production at forward rapidity in pp collisions at the LHC

Journal Article · 25 August 2021 · European Physical Journal. C, Particles and Fields

DOI: https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09545-3 · OSTI ID:1820747

Acharya, S.; Adamová, D.; Adler, A.; Adolfsson, J.; Aglieri Rinella, G.; Agnello, M.; Agrawal, N.; Ahammed, Z.; Ahmad, S.; Ahn, S. U.; Ahuja, I.; Akbar, Z.; Akindinov, A.; Al-Turany, M.; Aleksandrov, D.; Alessandro, B.; Alfanda, H. M.; Alfaro Molina, R.; Ali, B.; Ali, Y. ; Alici, A.; Alizadehvandchali, N.; Alkin, A.; Alme, J.; Alt, T.; Altenkamper, L.; Altsybeev, I.; Anaam, M. N.; Andrei, C.; Andreou, D.; Andronic, A.; Angeletti, M.; Anguelov, V.; Antinori, F.; Antonioli, P.; Anuj, C.; Apadula, N.; Aphecetche, L.; Appelshäuser, H.; Arcelli, S.; Arnaldi, R.; Arsene, I. C.; Arslandok, M.; Augustinus, A.; Averbeck, R.; Aziz, S.; Azmi, M. D.; Badalà, A.; Baek, Y. W.; Bai, X.; Bailhache, R.; Bailung, Y.; Bala, R.; Balbino, A.; Baldisseri, A.; Ball, M.; Banerjee, D.; Barbera, R.; Barioglio, L.; Barlou, M.; Barnaföldi, G. G.; Barnby, L. S.; Barret, V.; Bartels, C.; Barth, K.; Bartsch, E.; Baruffaldi, F.; Bastid, N.; Basu, S.; Batigne, G.; Batyunya, B.; Bauri, D.; Bazo Alba, J. L.; Bearden, I. G.; Beattie, C.; Belikov, I.; Bell Hechavarria, A. C.; Bellini, F.; Bellwied, R.; Belokurova, S.; Belyaev, V.; Bencedi, G.; Beole, S.; Bercuci, A.; Berdnikov, Y.; Berdnikova, A.; Berenyi, D.; Bergmann, L.; Besoiu, M. G.; Betev, L.; Bhaduri, P. P.; Bhasin, A.; Bhat, I. R.; Bhat, M. A.; Bhattacharjee, B.; Bhattacharya, P.; Bianchi, L.; Bianchi, N.; Bielčík, J.; Bielčíková, J.; Biernat, J.; Bilandzic, A.; Biro, G.; Biswas, S.; Blair, J. T.; Blau, D.; Blidaru, M. B.; Blume, C.; Boca, G.; Bock, Friederike ; Bogdanov, A.; Boi, S.; Bok, J.; Boldizsár, L.; Bolozdynya, A.; Bombara, M.; Bond, P. M.; Bonomi, G.; Borel, H.; Borissov, A.; Bossi, H.; Botta, E.; Bratrud, L.; Braun-Munzinger, P.; Bregant, M.; Broz, M.; Bruno, G. E.; Buckland, M. D.; Budnikov, D.; Buesching, H.; Bufalino, S.; Bugnon, O.; Buhler, P.; Buthelezi, Z.; Butt, J. B.; Bysiak, S. A.; Caffarri, D.; Cai, M.; Caines, H.; Caliva, A.; Calvo Villar, E.; Camacho, J. M.; Camacho, R. S.; Camerini, P.; Canedo, F. M.; Capon, A. A.; Carnesecchi, F.; Caron, R.; Castillo Castellanos, J.; Casula, E. R.; Catalano, F.; Ceballos Sanchez, C.; Chakraborty, P.; Chandra, S.; Chapeland, S.; Chartier, M.; Chattopadhyay, S.; Chattopadhyay, S.; Chauvin, A.; Chavez, T. G.; Cheshkov, C.; Cheynis, B.; Chibante Barroso, V.; Chinellato, D. D.; Cho, S.; Chochula, P.; Christakoglou, P.; Christensen, C. H.; Christiansen, P.; Chujo, T.; Cicalo, C.; Cifarelli, L.; Cindolo, F.; Ciupek, M. R.; Clai, G.; Cleymans, J.; Colamaria, F.; Colburn, J. S.; Colella, D.; Collu, A.; Colocci, M.; Concas, M.; Conesa Balbastre, G.; Conesa del Valle, Z.; Contin, G.; Contreras, J. G.; Cormier, Thomas M. ; Cortese, P.; Cosentino, M. R.; Costa, F.; Costanza, S.; Crochet, P.; Cuautle, E.; Cui, P.; Cunqueiro Mendez, Leticia; Dainese, A.; Damas, F. A.; Danisch, M. C.; Danu, A.; Das, I.; Das, P.; Das, P.; Das, S.; Dash, S.; De, S.; De Caro, A.; de Cataldo, G.; De Cilladi, L.; de Cuveland, J.; De Falco, A.; De Gruttola, D.; De Marco, N.; De Martin, C.; De Pasquale, S.; Deb, S.; Degenhardt, H. F.; Deja, K. R.; Stritto, L. Dello; Delsanto, S.; Deng, W.; Dhankher, P.; Di Bari, D.; Di Mauro, A.; Diaz, R. A.; Dietel, T.; Ding, Y.; Divià, R.; Dixit, D. U.; Djuvsland, Ø.; Dmitrieva, U.; Do, J.; Dobrin, A.; Dönigus, B.; Dordic, O.; Dubey, A. K.; Dubla, A.; Dudi, S.; Dukhishyam, M.; Dupieux, P.; Eder, T. M.; Ehlers, R. J.; Eikeland, V. N.; Elia, D.; Erazmus, B.; Ercolessi, F.; Erhardt, F.; Erokhin, A.; Ersdal, M. R.; Espagnon, B.; Eulisse, G.; Evans, D.; Evdokimov, S.; Fabbietti, L.; Faggin, M.; Faivre, J.; Fan, F.; Fantoni, A.; Fasel, Markus; Fecchio, P.; Feliciello, A.; Feofilov, G.; Fernández Téllez, A.; Ferrero, A.; Ferretti, A.; Feuillard, V. G.; Figiel, J.; Filchagin, S.; Finogeev, D.; Fionda, F. M.; Fiorenza, G.; Flor, F.; Flores, A. N.; Foertsch, S.; Foka, P.; Fokin, S.; Fragiacomo, E.; Frajna, E.; Fuchs, U.; Funicello, N.; Furget, C.; Furs, A.; Gaardhøje, J. J.; Gagliardi, M.; Gago, A. M.; Gal, A.; Galvan, C. D.; Ganoti, P.; Garabatos, C.; Garcia, J. A.; Garcia-Solis, E.; Garg, K.; Gargiulo, C.; Garibli, A.; Garner, K.; Gasik, P.; Gauger, E. F.; Gautam, A.; Gay Ducati, M. B.; Germain, M.; Ghosh, J.; Ghosh, P.; Ghosh, S. K.; Giacalone, M.; Gianotti, P.; Giubellino, P.; Giubilato, P.; Glaenzer, A. C.; Glässel, P.; Gonzalez, V.; González-Trueba, L. H.; Gorbunov, S.; Görlich, L.; Gotovac, S.; Grabski, V.; Graczykowski, L. K.; Greiner, L.; Grelli, A.; Grigoras, C.; Grigoriev, V.; Grigoryan, A.; Grigoryan, S.; Groettvik, O. S.; Grosa, F.; Grosse-Oetringhaus, J. F.; Grosso, R.; Guardiano, G. G.; Guernane, R.; Guilbaud, M.; Guittiere, M.; Gulbrandsen, K.; Gunji, T.; Gupta, A.; Gupta, R.; Guzman, I. B.; Guzman, S. P.; Gyulai, L.; Habib, M. K.; Hadjidakis, C.; Hamagaki, H.; Hamar, G.; Hamid, M.; Hannigan, R.; Haque, M. R.; Harlenderova, A.; Harris, J. W.; Harton, A.; Hasenbichler, J. A.; Hassan, H.; Hatzifotiadou, D.; Hauer, P.; Havener, L. B.; Hayashi, S.; Heckel, S. T.; Hellbär, E.; Helstrup, H.; Herman, T.; Hernandez, E. G.; Herrera Corral, G.; Herrmann, F.; Hetland, K. F.; Hillemanns, H.; Hills, C.; Hippolyte, B.; Hohlweger, B.; Honermann, J.; Hong, G. H.; Horak, D.; Hornung, S.; Hosokawa, R.; Hristov, P.; Huang, C.; Hughes, C.; Huhn, P.; Humanic, T. J.; Hushnud, H.; Husova, L. A.; Hussain, N.; Hutter, D.; Iddon, J. P.; Ilkaev, R.; Ilyas, H.; Inaba, M.; Innocenti, G. M.; Ippolitov, M.; Isakov, A.; Islam, M. S.; Ivanov, M.; Ivanov, V.; Izucheev, V.; Jacak, B.; Jacazio, N.; Jacobs, P. M.; Jadlovska, S.; Jadlovsky, J.; Jaelani, S.; Jahnke, C.; Jakubowska, M. J.; Janik, M. A.; Janson, T.; Jercic, M.; Jevons, O.; Jonas, F.; Jones, P. G.; Jowett, J. M.; Jung, J.; Jung, M.; Junique, A.; Jusko, A.; Kaewjai, J.; Kalinak, P.; Kalweit, A.; Kaplin, V.; Kar, S.; Karasu Uysal, A.; Karatovic, D.; Karavichev, O.; Karavicheva, T.; Karczmarczyk, P.; Karpechev, E.; Kazantsev, A.; Kebschull, U.; Keidel, R.; Keijdener, D. D.; Keil, M.; Ketzer, B.; Khabanova, Z.; Khan, A. M.; Khan, S.; Khanzadeev, A.; Kharlov, Y.; Khatun, A.; Khuntia, A.; Kileng, B.; Kim, B.; Kim, D.; Kim, D. J.; Kim, E. J.; Kim, J.; Kim, J. S.; Kim, J.; Kim, J.; Kim, J.; Kim, M.; Kim, S.; Kim, T.; Kirsch, S.; Kisel, I.; Kiselev, S.; Kisiel, A.; Klay, J. L.; Klein, J.; Klein, S.; Klein-Bösing, C.; Kleiner, M.; Klemenz, T.; Kluge, A.; Knospe, A. G.; Kobdaj, C.; Köhler, M. K.; Kollegger, T.; Kondratyev, A.; Kondratyeva, N.; Kondratyuk, E.; Konig, J.; Konigstorfer, S. A.; Konopka, P. J.; Kornakov, G.; Koryciak, S. D.; Koska, L.; Kotliarov, A.; Kovalenko, O.; Kovalenko, V.; Kowalski, M.; Králik, I.; Kravčáková, A.; Kreis, L.; Krivda, M.; Krizek, F.; Krizkova Gajdosova, K.; Kroesen, M.; Krüger, M.; Kryshen, E.; Krzewicki, M.; Kučera, V.; Kuhn, C.; Kuijer, P. G.; Kumaoka, T.; Kumar, D.; Kumar, L.; Kumar, N.; Kundu, S.; Kurashvili, P.; Kurepin, A.; Kurepin, A. B.; Kuryakin, A.; Kushpil, S.; Kvapil, J.; Kweon, M. J.; Kwon, J. Y.; Kwon, Y.; La Pointe, S. L.; La Rocca, P.; Lai, Y. S.; Lakrathok, A.; Lamanna, M.; Langoy, R.; Lapidus, K.; Larionov, P.; Laudi, E.; Lautner, L.; Lavicka, R.; Lazareva, T.; Lea, R.; Lee, J.; Lehrbach, J.; Lemmon, R. C.; León Monzón, I.; Lesser, E. D.; Lettrich, M.; Lévai, P.; Li, X.; Li, X. L.; Lien, J.; Lietava, R.; Lim, B.; Lim, S. H.; Lindenstruth, V.; Lindner, A.; Lippmann, C.; Liu, A.; Liu, J.; Lofnes, I. M.; Loginov, V.; Loizides, Constantinos; Loncar, P.; Lopez, J. A.; Lopez, X.; López Torres, E.; Luhder, J. R.; Lunardon, M.; Luparello, G.; Ma, Y. G.; Maevskaya, A.; Mager, M.; Mahmoud, T.; Maire, A.; Malaev, M.; Malik, Q. W.; Malinina, L.; Mal’Kevich, D.; Mallick, N.; Malzacher, P.; Mandaglio, G.; Manko, V.; Manso, F.; Manzari, V.; Mao, Y.; Mareš, J.; Margagliotti, G. V.; Margotti, A.; Marín, A.; Markert, C.; Marquard, M.; Martin, N. A.; Martinengo, P.; Martinez, J. L.; Martínez, M. I.; Martínez García, G.; Masciocchi, S.; Masera, M.; Masoni, A.; Massacrier, L.; Mastroserio, A.; Mathis, A. M.; Matonoha, O.; Matuoka, P. T.; Matyja, A.; Mayer, C.; Mazuecos, A. L.; Mazzaschi, F.; Mazzilli, M.; Mazzoni, M. A.; Mdhluli, J. E.; Mechler, A. F.; Meddi, F.; Melikyan, Y.; Menchaca-Rocha, A.; Meninno, E.; Menon, A. S.; Meres, M.; Mhlanga, S.; Miake, Y.; Micheletti, L.; Migliorin, L. C.; Mihaylov, D. L.; Mikhaylov, K.; Mishra, A. N.; Miśkowiec, D.; Modak, A.; Mohanty, A. P.; Mohanty, B.; Mohisin Khan, M.; Moravcova, Z.; Mordasini, C.; Moreira De Godoy, D. A.; Moreno, L. P.; Morozov, I.; Morsch, A.; Mrnjavac, T.; Muccifora, V.; Mudnic, E.; Mühlheim, D.; Muhuri, S.; Mulligan, J. D.; Mulliri, A.; Munhoz, M. G.; Munzer, R. H.; Murakami, H.; Murray, S.; Musa, L.; Musinsky, J.; Myers, C. J.; Myrcha, J. W.; Naik, B.; Nair, R.; Nandi, B. K.; Nania, R.; Nappi, E.; Naru, M. U.; Nassirpour, A. F.; Nath, A.; Nattrass, C.; Neagu, A.; Nellen, L.; Nesbo, S. V.; Neskovic, G.; Nesterov, D.; Nielsen, B. S.; Nikolaev, S.; Nikulin, S.; Nikulin, V.; Noferini, F.; Noh, S.; Nomokonov, P.; Norman, J.; Novitzky, N.; Nowakowski, P.; Nyanin, A.; Nystrand, J.; Ogino, M.; Ohlson, A.; Okorokov, V. A.; Oleniacz, J.; Oliveira Da Silva, A. C.; Oliver, M. H.; Onnerstad, A.; Oppedisano, C.; Ortiz Velasquez, A.; Osako, T.; Oskarsson, A.; Otwinowski, J.; Oyama, K.; Pachmayer, Y.; Padhan, S.; Pagano, D.; Paić, G.; Palasciano, A.; Pan, J.; Panebianco, S.; Papikyan, V.; Pareek, P.; Park, J.; Parkkila, J. E.; Pathak, S. P.; Patra, R. N.; Paul, B.; Pazzini, J.; Pei, H.; Peitzmann, T.; Peng, X.; Pereira, L. G.; Pereira Da Costa, H.; Peresunko, D.; Perez, G. M.; Perrin, S.; Pestov, Y.; Petráček, V.; Petrovici, M.; Pezzi, R. P.; Piano, S.; Pikna, M.; Pillot, P.; Pinazza, O.; Pinsky, L.; Pinto, C.; Pisano, S.; Płoskoń, M.; Planinic, M.; Pliquett, F.; Poghosyan, Martin G.; Polichtchouk, B.; Politano, S.; Poljak, N.; Pop, A.; Porteboeuf-Houssais, S.; Porter, J.; Pozdniakov, V.; Prasad, S. K.; Preghenella, R.; Prino, F.; Pruneau, C. A.; Pshenichnov, I.; Puccio, M.; Qiu, S.; Quaglia, L.; Quishpe, R. E.; Ragoni, S.; Rakotozafindrabe, A.; Ramello, L.; Rami, F.; Ramirez, S. R.; Ramos, A. T.; Raniwala, R.; Raniwala, S.; Räsänen, S. S.; Rath, R.; Ravasenga, I.; Read Jr., Kenneth F. ; Redelbach, A. R.; Redlich, K.; Rehman, A.; Reichelt, P.; Reidt, F.; Reme-ness, H. A.; Renfordt, R.; Rescakova, Z.; Reygers, K.; Riabov, A.; Riabov, V.; Richert, T.; Richter, M.; Riegler, W.; Riggi, F.; Ristea, C.; Rode, S. P.; Rodríguez Cahuantzi, M.; Røed, K.; Rogalev, R.; Rogochaya, E.; Rogoschinski, T. S.; Rohr, D.; Röhrich, D.; Rojas, P. F.; Rokita, P. S.; Ronchetti, F.; Rosano, A.; Rosas, E. D.; Rossi, A.; Rotondi, A.; Roy, A.; Roy, P.; Roy, S.; Rubini, N.; Rueda, O. V.; Rui, R.; Rumyantsev, B.; Rustamov, A.; Ryabinkin, E.; Ryabov, Y.; Rybicki, A.; Rytkonen, H.; Rzesa, W.; Saarimaki, O. M.; Sadek, R.; Sadovsky, S.; Saetre, J.; Šafařík, K.; Saha, S. K.; Saha, S.; Sahoo, B.; Sahoo, P.; Sahoo, R.; Sahoo, S.; Sahu, D.; Sahu, P. K.; Saini, J.; Sakai, S.; Sambyal, S.; Samsonov, V.; Sarkar, D.; Sarkar, N.; Sarma, P.; Sarti, V. M.; Sas, M. P.; Schambach, Jo ; Scheid, H. S.; Schiaua, C.; Schicker, R.; Schmah, A.; Schmidt, C.; Schmidt, H. R.; Schmidt, M. O.; Schmidt, M.; Schmidt, N. V.; Schmier, A. R.; Schotter, R.; Schukraft, J.; Schutz, Y.; Schwarz, K.; Schweda, K.; Scioli, G.; Scomparin, E.; Seger, J. E.; Sekiguchi, Y.; Sekihata, D.; Selyuzhenkov, I.; Senyukov, S.; Seo, J. J.; Serebryakov, D.; Šerkšnytė, L.; Sevcenco, A.; Shaba, T. J.; Shabanov, A.; Shabetai, A.; Shahoyan, R.; Shaikh, W.; Shangaraev, A.; Sharma, A.; Sharma, H.; Sharma, M.; Sharma, N.; Sharma, S.; Sheibani, O.; Shigaki, K.; Shimomura, M.; Shirinkin, S.; Shou, Q.; Sibiriak, Y.; Siddhanta, S.; Siemiarczuk, T.; Silva, T. F.; Silvermyr, D.; Simonetti, G.; Singh, B.; Singh, R.; Singh, R.; Singh, R.; Singh, V. K.; Singhal, V.; Sinha, T.; Sitar, B.; Sitta, M.; Skaali, T. B.; Skorodumovs, G.; Slupecki, M.; Smirnov, N.; Snellings, R. M.; Soncco, C.; Song, J.; Songmoolnak, A.; Soramel, F.; Sorensen, S.; Sputowska, I.; Stachel, J.; Stan, I.; Steffanic, P. J.; Stiefelmaier, S. F.; Stocco, D.; Storetvedt, M. M.; Stylianidis, C. P.; Suaide, A. P.; Sugitate, T.; Suire, C.; Suljic, M.; Sultanov, R.; Šumbera, M.; Sumberia, V.; Sumowidagdo, S.; Swain, S.; Szabo, A.; Szarka, I.; Tabassam, U.; Taghavi, S. F.; Taillepied, G.; Takahashi, J.; Tambave, G. J.; Tang, S.; Tang, Z.; Tarhini, M.; Tarzila, M. G.; Tauro, A.; Tejeda Muñoz, G.; Telesca, A.; Terlizzi, L.; Terrevoli, C.; Tersimonov, G.; Thakur, S.; Thomas, D.; Tieulent, R.; Tikhonov, A.; Timmins, A. R.; Tkacik, M.; Toia, A.; Topilskaya, N.; Toppi, M.; Torales-Acosta, F.; Torres, S. R.; Trifiró, A.; Tripathy, S.; Tripathy, T.; Trogolo, S.; Trombetta, G.; Trubnikov, V.; Trzaska, W. H.; Trzcinski, T. P.; Trzeciak, B. A.; Tumkin, A.; Turrisi, R.; Tveter, T. S.; Ullaland, K.; Uras, A.; Urioni, M.; Usai, G. L.; Vala, M.; Valle, N.; Vallero, S.; van der Kolk, N.; van Doremalen, L. R.; van Leeuwen, M.; Vande Vyvre, P.; Varga, D.; Varga, Z.; Varga-Kofarago, M.; Vargas, A.; Vasileiou, M.; Vasiliev, A.; Vázquez Doce, O.; Vechernin, V.; Vercellin, E.; Vergara Limón, S.; Vermunt, L.; Vértesi, R.; Verweij, M.; Vickovic, L.; Vilakazi, Z.; Villalobos Baillie, O.; Vino, G.; Vinogradov, A.; Virgili, T.; Vislavicius, V.; Vodopyanov, A.; Volkel, B.; Völkl, M. A.; Voloshin, K.; Voloshin, S. A.; Volpe, G.; von Haller, B.; Vorobyev, I.; Voscek, D.; Vrláková, J.; Wagner, B.; Wang, C.; Wang, D.; Weber, M.; Wegrzynek, A.; Wenzel, S. C.; Wessels, J. P.; Wiechula, J.; Wikne, J.; Wilk, G.; Wilkinson, J.; Willems, G. A.; Willsher, E.; Windelband, B.; Winn, M.; Witt, W. E.; Wright, J. R.; Wu, W.; Wu, Y.; Xu, R.; Yalcin, S.; Yamaguchi, Y.; Yamakawa, K.; Yang, S.; Yano, S.; Yin, Z.; Yokoyama, H.; Yoo, I. -K.; Yoon, J. H.; Yuan, S.; Yuncu, A.; Zaccolo, V.; Zaman, A.; Zampolli, C.; Zanoli, H. C.; Zardoshti, N.; Zarochentsev, A.; Závada, P.; Zaviyalov, N.; Zbroszczyk, H.; Zhalov, M.; Zhang, S.; Zhang, X.; Zhang, Y.; Zherebchevskii, V.; Zhi, Y.; Zhou, D.; Zhou, Y.; Zhu, J.; Zichichi, A.; Zinovjev, G.; Zurlo, N.

The production of Φ mesons has been studied in pp collisions at LHC energies with the ALICE detector via the dimuon decay channel in the rapidity region 2.5 < y < 4. Measurements of the differential cross section d²σ / dydpT are presented as a function of the transverse momentum (p_T) at the center-of-mass energies √s = 5.02, 8 and 13 TeV and compared with the ALICE results at midrapidity. The differential cross sections at √s = 5.02 and 13 TeV are also studied in several rapidity intervals as a function of p_T, and as a function of rapidity in three p_T intervals. A hardening of the p_T-differential cross section with the collision energy is observed, while, for a given energy, p_T spectra soften with increasing rapidity and, conversely, rapidity distributions get slightly narrower at increasing p_T. The new results, complementing the published measurements at √s = 2.76 and 7 TeV, allow one to establish the energy dependence of Φ meson production and to compare the measured cross sections with phenomenological models. None of the considered models manages to describe the evolution of the cross section with p_T and rapidity at all the energies.

• Research Organization: Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States); University of Tennessee, Knoxville, TN (United States)
• Sponsoring Organization: USDOE Office of Science (SC), Nuclear Physics (NP)
• Contributing Organization: ALICE Collaboration
• Grant/Contract Number: AC05-00OR22725; FG02-96ER40982
• OSTI ID: 1820747
• Journal Information: European Physical Journal. C, Particles and Fields, Journal Name: European Physical Journal. C, Particles and Fields Journal Issue: 8 Vol. 81; ISSN 1434-6044
• Publisher: SpringerCopyright Statement
• Country of Publication: United States
• Language: English