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Office of Scientific and Technical Information

Title: Charm production and fragmentation fractions at midrapidity in pp collisions at $$\sqrt{\textrm{s}}$$ = 13 TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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  1. Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) (France); Univ. Clermont Auvergne, Clermont-Ferrand (France); ALICE Collaboration. et al.

Measurements of the production cross sections of prompt $$D^{0}$$, $$D^{+}$$, $$D^{*+}$$, $$D^{+}_{s}$$, $$Λ^{+}_{c}$$, and $$Ξ^{+}_{c}$$ charm hadrons at midrapidity in proton-proton collisions at $$\sqrt{\textrm{s}}$$ = 13 TeV with the ALICE detector are presented. The D-meson cross sections as a function of transverse momentum (pT) are provided with improved precision and granularity. The ratios of pT-diferential meson production cross sections based on this publication and on measurements at diferent rapidity and collision energy provide a constraint on gluon parton distribution functions at low values of Bjorken-x (10—5–10—4). The measurements of $$Λ^{+}_{c}$$ ($$Ξ^{+}_{c}$$) baryon production extend the measured pT intervals down to pT = 0(3) GeV/c. These measurements are used to determine the charm-quark fragmentation fractions and the $$c$$$\overline{c}$$ production cross section at midrapidity (|$$y$$| < 0.5) based on the sum of the cross sections of the weakly-decaying ground-state charm hadrons $$D^{0}$$, $$D^{+}$$, $$D^{+}_{s}$$, $$Λ^{+}_{c}$$, and $$Ξ^{0}_{c}$$ and, for the first time, $$Ξ^{+}_{c}$$, and of the strongly-decaying J/ψ mesons. The frst measurements of $$Ξ^{+}_{c}$$and $$Σ^{0,++}_{c}$$ fragmentation fractions at midrapidity are also reported. A signifcantly larger fraction of charm quarks hadronising to baryons is found compared to e+e and ep collisions. The $$c$$$\overline{c}$$ production cross section at midrapidity is found to be at the upper bound of state-of-the-art perturbative QCD calculations

Research Organization:
Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), Nuclear Physics (NP); National Science Foundation (NSF)
Contributing Organization:
ALICE Collaboration
Grant/Contract Number:
AC05-00OR22725
OSTI ID:
2336660
Alternate ID(s):
OSTI ID: 2568991
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Journal Name: Journal of High Energy Physics (Online) Journal Issue: 12 Vol. 2023; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (56)

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Herwig 7.0/Herwig++ 3.0 release note journal April 2016
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String formation beyond leading colour journal August 2015
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Prompt neutrinos from atmospheric charm in the general-mass variable-flavor-number scheme journal December 2017
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