Abstract
The ratio of production cross-sections of ψ(2S) over J/ψ mesons as a function of charged-particle multiplicity in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy s = 13 TeV is measured with a data sample collected by the LHCb detector, corresponding to an integrated luminosity of 658 pb−1. The ratio is measured for both prompt and non-prompt ψ(2S) and J/ψ mesons. When there is an overlap between the rapidity ranges over which multiplicity and charmonia production are measured, a multiplicity-dependent modification of the ratio is observed for prompt mesons. No significant multiplicity dependence is found when the ranges do not overlap. For non-prompt production, the ψ(2S)-to-J/ψ production ratio is roughly independent of multiplicity, irrespective of the rapidity range over which the multiplicity is measured. The results are compared to predictions of the co-mover model and agree well except in the low multiplicity region. The ratio of production cross-sections of ψ(2S) over J/ψ mesons are cross-checked with other measurements in di-lepton channels and found to be compatible.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 243 |
| Pages (from-to) | 1-34 |
| Number of pages | 34 |
| Journal | Journal of High Energy Physics |
| Volume | 2024 |
| Issue number | 5 |
| Early online date | 22 May 2024 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - May 2024 |
Bibliographical note
Publisher Copyright:© The Author(s) 2024.
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We express our gratitute to Elena Gonzalez Ferreiro for the co-mover model predictions and YanQing Ma for the NRQCD model predictions. We express our gratitude to our colleagues in the CERN accelerator departments for the excellent performance of the LHC. We thank the technical and administrative staff at the LHCb institutes. We acknowledge support from CERN and from the national agencies: CAPES, CNPq, FAPERJ and FINEP (Brazil); MOST and NSFC (China); CNRS/IN2P3 (France); BMBF, DFG and MPG (Germany); INFN (Italy); NWO (Netherlands); MNiSW and NCN (Poland); MCID/IFA (Romania); MICINN (Spain); SNSF and SER (Switzerland); NASU (Ukraine); STFC (United Kingdom); DOE NP and NSF (U.S.A.). We acknowledge the computing resources that are provided by CERN, IN2P3 (France), KIT and DESY (Germany), INFN (Italy), SURF (Netherlands), PIC (Spain), GridPP (United Kingdom), CSCS (Switzerland), IFIN-HH (Romania), CBPF (Brazil), and Polish WLCG (Poland). We are indebted to the communities behind the multiple open-source software packages on which we depend. Individual groups or members have received support from ARC and ARDC (Australia); Key Research Program of Frontier Sciences of CAS, CAS PIFI, CAS CCEPP, Fundamental Research Funds for the Central Universities, and Sci. & Tech. Program of Guangzhou (China); Minciencias (Colombia); EPLANET, Marie Sk\u0142odowska-Curie Actions, ERC and NextGenerationEU (European Union); A*MIDEX, ANR, IPhU and Labex P2IO, and R\u00E9gion Auvergne-Rh\u00F4ne-Alpes (France); AvH Foundation (Germany); ICSC (Italy); GVA, XuntaGal, GENCAT, Inditex, InTalent and Prog. Atracci\u00F3n Talento, CM (Spain); SRC (Sweden); the Leverhulme Trust, the Royal Society and UKRI (United Kingdom).
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In: Journal of High Energy Physics, Vol. 2024, No. 5, 243, 05.2024, p. 1-34.
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AU - Mu, Z. M.
AU - Muhammad, E.
AU - Muheim, F.
AU - Mulder, M.
AU - Müller, K.
AU - Mũnoz-Rojas, F.
AU - Murta, R.
AU - Naik, P.
AU - Nakada, T.
AU - Nandakumar, R.
AU - Nanut, T.
AU - Nasteva, I.
AU - Needham, M.
AU - Neri, N.
AU - Neubert, S.
AU - Neufeld, N.
AU - Neustroev, P.
AU - Newcombe, R.
AU - Nicolini, J.
AU - Nicotra, D.
AU - Niel, E. M.
AU - Nikitin, N.
AU - Nogga, P.
AU - Nolte, N. S.
AU - Normand, C.
AU - Novoa Fernandez, J.
AU - Nowak, G.
AU - Nunez, C.
AU - Nur, H. N.
AU - Oblakowska-Mucha, A.
AU - Obraztsov, V.
AU - Oeser, T.
AU - Okamura, S.
AU - Oldeman, R.
AU - Oliva, F.
AU - Olocco, M.
AU - Onderwater, C. J.G.
AU - O’Neil, R. H.
AU - Otalora Goicochea, J. M.
AU - Ovsiannikova, T.
AU - Owen, P.
AU - Oyanguren, A.
AU - Ozcelik, O.
AU - Padeken, K. O.
AU - Pagare, B.
AU - Pais, P. R.
AU - Pajero, T.
AU - Palano, A.
AU - Palutan, M.
AU - Panshin, G.
AU - Paolucci, L.
AU - Papanestis, A.
AU - Pappagallo, M.
AU - Pappalardo, L. L.
AU - Pappenheimer, C.
AU - Parkes, C.
AU - Passalacqua, B.
AU - Passaleva, G.
AU - Passaro, D.
AU - Pastore, A.
AU - Patel, M.
AU - Patoc, J.
AU - Patrignani, C.
AU - Pawley, C. J.
AU - Pellegrino, A.
AU - Pepe Altarelli, M.
AU - Perazzini, S.
AU - Pereima, D.
AU - Pereiro Castro, A.
AU - Perret, P.
AU - Perro, A.
AU - Petridis, K.
AU - Petrolini, A.
AU - Petrucci, S.
AU - Pham, H.
AU - Pica, L.
AU - Piccini, M.
AU - Pietrzyk, B.
AU - Pietrzyk, G.
AU - Pinci, D.
AU - Pisani, F.
AU - Pizzichemi, M.
AU - Placinta, V.
AU - Plo Casasus, M.
AU - Polci, F.
AU - Poli Lener, M.
AU - Poluektov, A.
AU - Polukhina, N.
AU - Polyakov, I.
AU - Polycarpo, E.
AU - Ponce, S.
AU - Popov, D.
AU - Poslavskii, S.
AU - Prasanth, K.
AU - Prouve, C.
AU - Pugatch, V.
AU - Punzi, G.
AU - Qian, W.
AU - Qin, N.
AU - Qu, S.
AU - Quagliani, R.
AU - Rabadan Trejo, R. I.
AU - Rachwal, B.
AU - Rademacker, J. H.
AU - Rama, M.
AU - Ramírez García, M.
AU - Ramos Pernas, M.
AU - Rangel, M. S.
AU - Ratnikov, F.
AU - Raven, G.
AU - Rebollo De Miguel, M.
AU - Redi, F.
AU - Reich, J.
AU - Reiss, F.
AU - Ren, Z.
AU - Resmi, P. K.
AU - Ribatti, R.
AU - Ricart, G. R.
AU - Riccardi, D.
AU - Ricciardi, S.
AU - Richardson, K.
AU - Richardson-Slipper, M.
AU - Rinnert, K.
AU - Robbe, P.
AU - Robertson, G.
AU - Rodrigues, E.
AU - Rodriguez Fernandez, E.
AU - Rodriguez Lopez, J. A.
AU - Rodriguez Rodriguez, E.
AU - Rogovskiy, A.
AU - Rolf, D. L.
AU - Rollings, A.
AU - Roloff, P.
AU - Romanovskiy, V.
AU - Romero Lamas, M.
AU - Romero Vidal, A.
AU - Romolini, G.
AU - Ronchetti, F.
AU - Rotondo, M.
AU - Roy, S. R.
AU - Rudolph, M. S.
AU - Ruf, T.
AU - Ruiz Diaz, M.
AU - Ruiz Fernandez, R. A.
AU - Ruiz Vidal, J.
AU - Ryzhikov, A.
AU - Ryzka, J.
AU - Saborido Silva, J. J.
AU - Sadek, R.
AU - Sagidova, N.
AU - Sahoo, N.
AU - Saitta, B.
AU - Salomoni, M.
AU - Sanchez Gras, C.
AU - Sanderswood, I.
AU - Santacesaria, R.
AU - Santamarina Rios, C.
AU - Santimaria, M.
AU - Santoro, L.
AU - Santovetti, E.
AU - Saputi, A.
AU - Saranin, D.
AU - Sarpis, G.
AU - Sarpis, M.
AU - Sarti, A.
AU - Satriano, C.
AU - Satta, A.
AU - Saur, M.
AU - Savrina, D.
AU - Sazak, H.
AU - Scantlebury Smead, L. G.
AU - Scarabotto, A.
AU - Schael, S.
AU - Scherl, S.
AU - Schertz, A. M.
AU - Schiller, M.
AU - Schindler, H.
AU - Schmelling, M.
AU - Schmidt, B.
AU - Schmitt, S.
AU - Schmitz, H.
AU - Schneider, O.
AU - Schopper, A.
AU - Schulte, N.
AU - Schulte, S.
AU - Schune, M. H.
AU - Schwemmer, R.
AU - Schwering, G.
AU - Sciascia, B.
AU - Sciuccati, A.
AU - Sellam, S.
AU - Semennikov, A.
AU - Senghi Soares, M.
AU - Sergi, A.
AU - Serra, N.
AU - Sestini, L.
AU - Seuthe, A.
AU - Shang, Y.
AU - Shangase, D. M.
AU - Shapkin, M.
AU - Sharma, R. S.
AU - Shchemerov, I.
AU - Shchutska, L.
AU - Shears, T.
AU - Shekhtman, L.
AU - Shen, Z.
AU - Sheng, S.
AU - Shevchenko, V.
AU - Shi, B.
AU - Shields, E. B.
AU - Shimizu, Y.
AU - Shmanin, E.
AU - Shorkin, R.
AU - Shupperd, J. D.
AU - Silva Coutinho, R.
AU - Simi, G.
AU - Simone, S.
AU - Skidmore, N.
AU - Skuza, R.
AU - Skwarnicki, T.
AU - Slater, M. W.
AU - Smallwood, J. C.
AU - Smith, E.
AU - Smith, K.
AU - Smith, M.
AU - Snoch, A.
AU - Soares Lavra, L.
AU - Sokoloff, M. D.
AU - Soler, F. J.P.
AU - Solomin, A.
AU - Solovev, A.
AU - Solovyev, I.
AU - Song, R.
AU - Song, Y.
AU - Song, Y.
AU - Song, Y. S.
AU - Souza De Almeida, F. L.
AU - Souza De Paula, B.
AU - Spadaro Norella, E.
AU - Spedicato, E.
AU - Speer, J. G.
AU - Spiridenkov, E.
AU - Spradlin, P.
AU - Sriskaran, V.
AU - Stagni, F.
AU - Stahl, M.
AU - Stahl, S.
AU - Stanislaus, S.
AU - Stein, E. N.
AU - Steinkamp, O.
AU - Stenyakin, O.
AU - Stevens, H.
AU - Strekalina, D.
AU - Su, Y.
AU - Suljik, F.
AU - Sun, J.
AU - Sun, L.
AU - Sun, Y.
AU - Swallow, P. N.
AU - Swientek, K.
AU - Swystun, F.
AU - Szabelski, A.
AU - Szumlak, T.
AU - Szymanski, M.
AU - Tan, Y.
AU - Taneja, S.
AU - Tat, M. D.
AU - Terentev, A.
AU - Terzuoli, F.
AU - Teubert, F.
AU - Thomas, E.
AU - Thompson, D. J.D.
AU - Tilquin, H.
AU - Tisserand, V.
AU - T’Jampens, S.
AU - Tobin, M.
AU - Tomassetti, L.
AU - Tonani, G.
AU - Tong, X.
AU - Torres Machado, D.
AU - Toscano, L.
AU - Tou, D. Y.
AU - Trippl, C.
AU - Tuci, G.
AU - Tuning, N.
AU - Uecker, L. H.
AU - Ukleja, A.
AU - Unverzagt, D. J.
AU - Ursov, E.
AU - Usachov, A.
AU - Ustyuzhanin, A.
AU - Uwer, U.
AU - Vagnoni, V.
AU - Valassi, A.
AU - Valenti, G.
AU - Valls Canudas, N.
AU - Van Hecke, H.
AU - van Herwijnen, E.
AU - Van Hulse, C. B.
AU - Van Laak, R.
AU - van Veghel, M.
AU - Vazquez Gomez, R.
AU - Vazquez Regueiro, P.
AU - Vázquez Sierra, C.
AU - Vecchi, S.
AU - Velthuis, J. J.
AU - Veltri, M.
AU - Venkateswaran, A.
AU - Vesterinen, M.
AU - Vieites Diaz, M.
AU - Vilasis-Cardona, X.
AU - Vilella Figueras, E.
AU - Villa, A.
AU - Vincent, P.
AU - Volle, F. C.
AU - vom Bruch, D.
AU - Vorobyev, V.
AU - Voropaev, N.
AU - Vos, K.
AU - Vouters, G.
AU - Vrahas, C.
AU - Walsh, J.
AU - Walton, E. J.
AU - Wan, G.
AU - Wang, C.
AU - Wang, G.
AU - Wang, J.
AU - Wang, J.
AU - Wang, J.
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AU - Wang, N. W.
AU - Wang, R.
AU - Wang, X.
AU - Wang, X. W.
AU - Wang, Y.
AU - Wang, Z.
AU - Wang, Z.
AU - Wang, Z.
AU - Ward, J. A.
AU - Waterlaat, M.
AU - Watson, N. K.
AU - Websdale, D.
AU - Wei, Y.
AU - Westhenry, B. D.C.
AU - White, D. J.
AU - Whitehead, M.
AU - Wiederhold, A. R.
AU - Wiedner, D.
AU - Wilkinson, G.
AU - Wilkinson, M. K.
AU - Williams, M.
AU - Williams, M. R.J.
AU - Williams, R.
AU - Wilson, F. F.
AU - Wislicki, W.
AU - Witek, M.
AU - Witola, L.
AU - Wong, C. P.
AU - Wormser, G.
AU - Wotton, S. A.
AU - Wu, H.
AU - Wu, J.
AU - Wu, Y.
AU - Wyllie, K.
AU - Xian, S.
AU - Xiang, Z.
AU - Xie, Y.
AU - Xu, A.
AU - Xu, J.
AU - Xu, L.
AU - Xu, L.
AU - Xu, M.
AU - Xu, Z.
AU - Xu, Z.
AU - Xu, Z.
AU - Yang, D.
AU - Yang, S.
AU - Yang, X.
AU - Yang, Y.
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AU - Yang, Z.
AU - Yeroshenko, V.
AU - Yeung, H.
AU - Yin, H.
AU - Yu, C. Y.
AU - Yu, J.
AU - Yuan, X.
AU - Zaffaroni, E.
AU - Zavertyaev, M.
AU - Zdybal, M.
AU - Zeng, M.
AU - Zhang, C.
AU - Zhang, D.
AU - Zhang, J.
AU - Zhang, L.
AU - Zhang, S.
AU - Zhang, S.
AU - Zhang, Y.
AU - Zhang, Y. Z.
AU - Zhao, Y.
AU - Zharkova, A.
AU - Zhelezov, A.
AU - Zheng, X. Z.
AU - Zheng, Y.
AU - Zhou, T.
AU - Zhou, X.
AU - Zhou, Y.
AU - Zhovkovska, V.
AU - Zhu, L. Z.
AU - Zhu, X.
AU - Zhu, X.
AU - Zhu, Z.
AU - Zhukov, V.
AU - Zhuo, J.
AU - Zou, Q.
AU - Zuliani, D.
AU - Zunica, G.
AU - The LHCb Collaboration
N1 - Publisher Copyright: © The Author(s) 2024.
PY - 2024/5
Y1 - 2024/5
N2 - The ratio of production cross-sections of ψ(2S) over J/ψ mesons as a function of charged-particle multiplicity in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy s = 13 TeV is measured with a data sample collected by the LHCb detector, corresponding to an integrated luminosity of 658 pb−1. The ratio is measured for both prompt and non-prompt ψ(2S) and J/ψ mesons. When there is an overlap between the rapidity ranges over which multiplicity and charmonia production are measured, a multiplicity-dependent modification of the ratio is observed for prompt mesons. No significant multiplicity dependence is found when the ranges do not overlap. For non-prompt production, the ψ(2S)-to-J/ψ production ratio is roughly independent of multiplicity, irrespective of the rapidity range over which the multiplicity is measured. The results are compared to predictions of the co-mover model and agree well except in the low multiplicity region. The ratio of production cross-sections of ψ(2S) over J/ψ mesons are cross-checked with other measurements in di-lepton channels and found to be compatible.
AB - The ratio of production cross-sections of ψ(2S) over J/ψ mesons as a function of charged-particle multiplicity in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy s = 13 TeV is measured with a data sample collected by the LHCb detector, corresponding to an integrated luminosity of 658 pb−1. The ratio is measured for both prompt and non-prompt ψ(2S) and J/ψ mesons. When there is an overlap between the rapidity ranges over which multiplicity and charmonia production are measured, a multiplicity-dependent modification of the ratio is observed for prompt mesons. No significant multiplicity dependence is found when the ranges do not overlap. For non-prompt production, the ψ(2S)-to-J/ψ production ratio is roughly independent of multiplicity, irrespective of the rapidity range over which the multiplicity is measured. The results are compared to predictions of the co-mover model and agree well except in the low multiplicity region. The ratio of production cross-sections of ψ(2S) over J/ψ mesons are cross-checked with other measurements in di-lepton channels and found to be compatible.
KW - Hadron-Hadron Scattering
KW - Particle and Resonance Production
KW - Quarkonium
KW - Relativistic Heavy Ion Physics
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85201257073&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85201257073&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1007/JHEP05(2024)243
DO - 10.1007/JHEP05(2024)243
M3 - Article
AN - SCOPUS:85201257073
SN - 1126-6708
VL - 2024
SP - 1
EP - 34
JO - Journal of High Energy Physics
JF - Journal of High Energy Physics
IS - 5
M1 - 243
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