Abstract The cross-sections of $$\psi {(2S)}$$ <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> meson production in proton-proton collisions at $$\sqrt{s} =13\text { TeV} $$ <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>13</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>TeV</mml:mtext></mml:mrow></mml:math> are measured with a data sample collected by the LHCb detector corresponding to an integrated luminosity of $$275\text { pb} ^{-1} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>275</mml:mn><mml:mspace/><mml:msup><mml:mtext>pb</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math> . The production cross-sections for prompt $$\psi {(2S)}$$ <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> mesons and those for $$\psi {(2S)}$$ <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> mesons from b -hadron decays ( $${\psi {(2S)}} \text{-from- }{b} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><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:mtext>-from-</mml:mtext><mml:mspace/><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:math> ) are determined as functions of the transverse momentum, $$p_{\mathrm {T}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msub></mml:math> , and the rapidity, y , of the $$\psi {(2S)}$$ <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> meson in the kinematic range $$2<p_{\mathrm {T}} <20\text { GeV/}c $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo><</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msub><mml:mo><</mml:mo><mml:mn>20</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>GeV/</mml:mtext><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:math> and $$2.0<y<4.5$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>2.0</mml:mn><mml:mo><</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo><</mml:mo><mml:mn>4.5</mml:mn></mml:mrow></mml:math> . The production cross-sections integrated over this kinematic region are $$\begin{aligned} \begin{aligned}&\sigma (\text{ prompt } {\psi {(2S)}},13\text { TeV})\\&\quad =1.430\pm 0.005\text { (stat)} \pm 0.099\text { (syst)} \,\upmu \text {b} ,\\&\sigma ({\psi {(2S)}} \text{-from- }{b},13\text { TeV})\\&\quad =0.426\pm 0.002\text { (stat)} \pm 0.030\text { (syst)} \,\upmu \text {b} . \end{aligned} \end{aligned}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mspace/><mml:mtext>prompt</mml:mtext><mml:mspace/><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:mo>,</mml:mo><mml:mn>13</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>TeV</mml:mtext><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mspace/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1.430</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.005</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>(stat)</mml:mtext><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.099</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>(syst)</mml:mtext><mml:mspace/><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mtext>b</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><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:mtext>-from-</mml:mtext><mml:mspace/><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>13</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>TeV</mml:mtext><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mspace/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.426</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.002</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>(stat)</mml:mtext><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.030</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>(syst)</mml:mtext><mml:mspace/><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mtext>b</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math> A new measurement of $$\psi {(2S)}$$ <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> production cross-sections in pp collisions at $$\sqrt{s}=7\text { TeV} $$ <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>7</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>TeV</mml:mtext></mml:mrow></mml:math> is also performed using data collected in 2011, corresponding to an integrated luminosity of $$614\text { pb} ^{-1} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>614</mml:mn><mml:mspace/><mml:msup><mml:mtext>pb</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math> . The integrated production cross-sections in the kinematic range $$3.5<p_{\mathrm {T}} <14\text { GeV/}c $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>3.5</mml:mn><mml:mo><</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msub><mml:mo><</mml:mo><mml:mn>14</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>GeV/</mml:mtext><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:math> and $$2.0<y<4.5$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>2.0</mml:mn><mml:mo><</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo><</mml:mo><mml:mn>4.5</mml:mn></mml:mrow></mml:math> are $$\begin{aligned} \begin{aligned}&\sigma (\text{ prompt } {\psi {(2S)}},7\text { TeV})\\&\quad =0.471\pm 0.001\text { (stat)} \pm 0.025\text { (syst)} \,\upmu \text {b} ,\\&\sigma ({\psi {(2S)}} \text{-from- }{b},7\text { TeV})\\&\quad =0.126\pm 0.001\text { (stat)} \pm 0.008\text { (syst)} \,\upmu \text {b} . \end{aligned} \end{aligned}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mspace/><mml:mtext>prompt</mml:mtext><mml:mspace/><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:mo>,</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>TeV</mml:mtext><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mspace/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.471</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.001</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>(stat)</mml:mtext><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.025</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>(syst)</mml:mtext><mml:mspace/><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mtext>b</mml:mtext><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>σ</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><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:mtext>-from-</mml:mtext><mml:mspace/><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>TeV</mml:mtext><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mspace/><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.126</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.001</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>(stat)</mml:mtext><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.008</mml:mn><mml:mspace/><mml:mtext>(syst)</mml:mtext><mml:mspace/><mml:mi>μ</mml:mi><mml:mtext>b</mml:mtext><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math> All results show reasonable agreement with theoretical calculations.
Tópico:
Particle physics theoretical and experimental studies
