Open charm production and asymmetry in pNe collisions at $$\sqrt{s_{\scriptscriptstyle {\textrm{NN}}}} = 68.5$$ $$\,\text {Ge\hspace{-1.00006pt}V}$$
R. Aaij, A. S. W. Abdelmotteleb, C. Abellán Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, H. Afsharnia, C. Agapopoulou, C. Aidala, Z. Ajaltouni, S. Akar, K. Carvalho Akiba, J. Albrecht, F. Alessio, M. Alexander, A. Alfonso Albero, Zakariya Aliouche, P. Álvarez Cartelle, R. Amalric, S. Amato, J. L. Amey, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, M. Andersson, A. Andreianov, M. Andreotti, D. Andreou, D. Ao, F. Archilli, A. Artamonov, M. Artuso, E. Aslanides, M. Atzeni, B. Audurier, S. Bachmann, Marie Bachmayer, J. J. Back, A. Bailly-reyre, P. Baladrón Rodríguez, V. Balagura, W. Baldini, J. Baptista de Souza Leite, M. Barbetti, R. J. Barlow, S. Barsuk, W. Barter, M. Bartolini, F. Baryshnikov, J. M. Basels, G. Bassi, B. Batsukh, A. Battig, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I. Bediaga, A. Beiter, V. Belavin, S. Belin, V. Bellée, K. Belous, I. Belov, I. Belyaev, G. Benane, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, A. Berezhnoy, R. Bernet, S. Bernet Andres, D. Berninghoff, H. C. Bernstein, C. Bertella, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, Ia. Bezshyiko, S. Bhasin, J. Bhom, L. Bian, M. S. Bieker, N. V. Biesuz, S. Bifani, P. Billoir, A. Biolchini, M. Birch, F. C. R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, Michele Piero Blago, T. Blake, F. Blanc, J. E. Blank, S. Blusk, D. Bobulska, J. A. Boelhauve, O. Boente García
Abstract
Abstract A measurement of $${{D}} ^0$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>D</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> </mml:math> meson production by the LHCb experiment in its fixed-target configuration is presented. The production of $${{D}} ^0$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>D</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> </mml:math> mesons is studied with a beam of 2.5 $$\,\text {Te\hspace{-1.00006pt}V}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mspace/> <mml:mtext>Te</mml:mtext> <mml:mspace/> <mml:mtext>V</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> protons colliding on a gaseous neon target at rest, corresponding to a nucleon–nucleon centre-of-mass energy of $$\sqrt{s_{\scriptscriptstyle \text {NN}}} = 68.5\,\,\text {Ge\hspace{-1.00006pt}V} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msqrt> <mml:msub> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mstyle> <mml:mtext>NN</mml:mtext> </mml:mstyle> </mml:msub> </mml:msqrt> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>68.5</mml:mn> <mml:mspace/> <mml:mspace/> <mml:mtext>Ge</mml:mtext> <mml:mspace/> <mml:mtext>V</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> . The sum of the $${{D}} ^0$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>D</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> </mml:math> and $${\hspace{0.0pt}\overline{\hspace{0.0pt}{D}}} {}^0$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>D</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow/> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> production cross-section in $$p\text {Ne}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>p</mml:mi> <mml:mtext>Ne</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> collisions in the centre-of-mass rapidity range $$y^{\star }\in [-2.29, 0]$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo>⋆</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mo>[</mml:mo> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>2.29</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>]</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> is found to be $$\sigma _{D^{0}}^{y^\star \in [-2.29, 0]} = 48.2 \pm 0.3 \pm 4.5 \,\upmu \text {b}/\text {nucleon}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>σ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo>⋆</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>∈</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mo>[</mml:mo> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>2.29</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mo>]</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>48.2</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>0.3</mml:mn> <mml:mo>±</mml:mo> <mml:mn>4.5</mml:mn> <mml:mspace/> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mtext>b</mml:mtext> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mtext>nucleon</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. The $${{{D}} ^0}-{{\hspace{0.0pt}\overline{\hspace{0.0pt}{D}}} {}^0} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mi>D</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>D</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mover> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mrow/> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> production asymmetry is also evaluated and suggests a trend towards negative values at large negative $$y^{\star }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo>⋆</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> . The considered models do not account precisely for all the features observed in the LHCb data, but theoretical predictions including 1 $$\%$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mo>%</mml:mo> </mml:math> intrinsic charm and 10 $$\%$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mo>%</mml:mo> </mml:math> recombination contributions better describe the data than the other models considered.