Inclusive quarkonium production in pp collisions at $$\sqrt{s}$$ = 5.02 TeV
S. Acharya, D. Adamová, A. Adler, J. Adolfsson, G. Aglieri Rinella, M. Agnello, N. Agrawal, Z. Ahammed, S. Ahmad, S. U. Ahn, I. Ahuja, Zaenal Akbar, A. Akindinov, M. Al-Turany, S. N. Alam, D. Aleksandrov, B. Alessandro, H. M. Alfanda, R. Alfaro Molina, B. Ali, Y. Ali, A. Alici, N. Alizadehvandchali, A. Alkin, J. Alme, T. Alt, I. Altsybeev, M. N. Anaam, C. Andrei, D. Andreou, A. Andronic, M. Angeletti, V. Anguelov, F. Antinori, P. Antonioli, C. Anuj, N. Apadula, L. Aphecetche, H. Appelshäuser, S. Arcelli, R. Arnaldi, I. C. Arsene, M. Arslandok, A. Augustinus, R. Averbeck, S. Aziz, M. D. Azmi, A. Badalá, Y. W. Baek, X. Bai, R. Bailhache, Y. Bailung, R. Bala, A. Balbino, A. Baldisseri, Bartosz Baliś, D. Banerjee, R. Barbera, L. Barioglio, M. Barlou, G. G. Barnaföldi, L. S. Barnby, V. Barret, C. Bartels, K. Barth, E. Bartsch, F. Baruffaldi, N. Bastid, S. Basu, G. Batigne, B. Batyunya, D. Bauri, J. L. Bazo Alba, I. G. Bearden, C. Beattie, P. Becht, I. Belikov, A. D. C. Bell Hechavarria, F. Bellini, R. Bellwied, S. Belokurova, V. Belyaev, G. Bencedi, S. Beolè, A. Bercuci, Y. Berdnikov, A. Berdnikova, L. Bergmann, M. G. Besoiu, L. Betev, Partha Pratim Bhaduri, A. Bhasin, I. R. Bhat, M. A. Bhat, B. Bhattacharjee, P. Bhattacharya, L. Bianchi, N. Bianchi, J. Bielčík, J. Bielčíková
Abstract
Abstract This article reports on the inclusive production cross section of several quarkonium states, $$\textrm{J}/\psi $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mtext>J</mml:mtext> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> , $$\psi \mathrm{(2S)}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> , $$\Upsilon \mathrm (1S)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>Υ</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> , $$\Upsilon \mathrm{(2S)}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>Υ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> , and $$\Upsilon \mathrm{(3S)}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>Υ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>3</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> , measured with the ALICE detector at the LHC, in pp collisions at $$\sqrt{s} = 5.02$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msqrt> <mml:mi>s</mml:mi> </mml:msqrt> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>5.02</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> TeV. The analysis is performed in the dimuon decay channel at forward rapidity ( $$2.5< y < 4$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mn>2.5</mml:mn> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> ). The integrated cross sections and transverse-momentum ( $$p_{\textrm{T}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>p</mml:mi> <mml:mtext>T</mml:mtext> </mml:msub> </mml:math> ) and rapidity ( $$y$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mi>y</mml:mi> </mml:math> ) differential cross sections for $$\textrm{J}/\psi $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mtext>J</mml:mtext> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> , $$\psi \mathrm{(2S)}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> , $$\Upsilon \mathrm (1S)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>Υ</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> , and the $$\psi \mathrm{(2S)}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> -to- $$\textrm{J}/\psi $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mtext>J</mml:mtext> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> cross section ratios are presented. The integrated cross sections, assuming unpolarized quarkonia, are: $$\sigma _{\textrm{J}/\psi }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>σ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mtext>J</mml:mtext> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>ψ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> ( $$p_{\textrm{T}} <20$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>p</mml:mi> <mml:mtext>T</mml:mtext> </mml:msub> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mn>20</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> GeV/c) = 5.88 ± 0.03 ± 0.34 $$ ~\mu $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mspace/> <mml:mi>μ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> b, $$\sigma _{\psi \mathrm{(2S)}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>σ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>ψ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> ( $$p_{\textrm{T}} <12$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>p</mml:mi> <mml:mtext>T</mml:mtext> </mml:msub> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mn>12</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> GeV/c) = 0.87 ± 0.06 ± 0.10 $$~\mu $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mspace/> <mml:mi>μ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> b, $$\sigma _{\Upsilon \mathrm