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Measurement of the polarizations of prompt and non-prompt J/ψ and ψ (2S) mesons produced in pp collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

Hayrapetyan, A.; Tumasyan, A.; Adam, W.; Andrejkovic, J. W.; Bergauer, T.; Chatterjee, S.; Damanakis, K.; Dragicevic, M.; Hussain, P. S.; Jeitler, M.; Krammer, N.; Li, A.; Liko, D.; Mikulec, I.; Schieck, J.; Schöfbeck, R.; Schwarz, D.; Sonawane, M.; Templ, S.; ... mehr

Abstract:

The polarizations of prompt and non-prompt J∕ψ and ψ(2S) mesons are measured in proton-proton collisions
at √𝑠 = 13 TeV, using data samples collected by the CMS experiment in 2017 and 2018, corresponding to a
total integrated luminosity of 103.3 fb$^{−1}$. Based on the analysis of the dimuon decay angular distributions in
the helicity frame, the polar anisotropy, 𝜆𝜗, is measured as a function of the transverse momentum, 𝑝$_T$, of the
charmonium states, in the 25–120 and 20–100 GeV ranges for the J∕ψ and ψ(2S), respectively. The non-prompt
polarizations agree with predictions based on the hypothesis that, for 𝑝T ≳ 25 GeV, the non-prompt J∕ψ and ψ(2S)
are predominantly produced in two-body B meson decays. The prompt results clearly exclude strong transverse
polarizations, even for 𝑝$_T$ exceeding 30 times the J∕ψ mass, where 𝜆𝜗 tends to an asymptotic value around 0.3.
Taken together with previous measurements, by CMS and LHCb at √𝑠 = 7 TeV, the prompt polarizations show a
significant variation with 𝑝$_T$, at low 𝑝$_T$.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000175511
Veröffentlicht am 24.10.2024
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1016/j.physletb.2024.139044
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Zitationen: 1
Dimensions
Zitationen: 2
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Astroteilchenphysik (IAP)
Institut für Experimentelle Teilchenphysik (ETP)
Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)
Scientific Computing Center (SCC)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 11.2024
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0370-2693
KITopen-ID: 1000175511
HGF-Programm 51.13.05 (POF IV, LK 01) Theoretische Astroteilchenphysik
Weitere HGF-Programme 51.11.01 (POF IV, LK 01) Teilchenphysik
Erschienen in Physics Letters B
Verlag North-Holland Publishing
Band 858
Seiten Art.-Nr.: 139044
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch SCOAP3
Vorab online veröffentlicht am 30.09.2024
Nachgewiesen in Dimensions
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