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. 2013;73(11):2631.
doi: 10.1140/epjc/s10052-013-2631-3. Epub 2013 Nov 9.

Measurement of J/ ψ polarization in pp collisions at [Formula: see text]

LHCb Collaboration; R Aaij  1 , C Abellan Beteta  2 , B Adeva  3 , M Adinolfi  4 , C Adrover  5 , A Affolder  6 , Z Ajaltouni  7 , J Albrecht  8 , F Alessio  9 , M Alexander  10 , S Ali  1 , G Alkhazov  11 , P Alvarez Cartelle  3 , A A Alves Jr  12   9 , S Amato  13 , S Amerio  14 , Y Amhis  15 , L Anderlini  16 , J Anderson  17 , R Andreassen  18 , R B Appleby  19 , O Aquines Gutierrez  20 , F Archilli  21 , A Artamonov  22 , M Artuso  23 , E Aslanides  5 , G Auriemma  12 , S Bachmann  24 , J J Back  25 , C Baesso  26 , V Balagura  27 , W Baldini  28 , R J Barlow  19 , C Barschel  9 , S Barsuk  15 , W Barter  29 , Th Bauer  1 , A Bay  30 , J Beddow  10 , F Bedeschi  31 , I Bediaga  32 , S Belogurov  27 , K Belous  22 , I Belyaev  27 , E Ben-Haim  33 , M Benayoun  33 , G Bencivenni  21 , S Benson  34 , J Benton  4 , A Berezhnoy  35 , R Bernet  17 , M-O Bettler  29 , M van Beuzekom  1 , A Bien  24 , S Bifani  36 , T Bird  19 , A Bizzeti  16 , P M Bjørnstad  19 , T Blake  9 , F Blanc  30 , J Blouw  24 , S Blusk  23 , V Bocci  12 , A Bondar  37 , N Bondar  11 , W Bonivento  38 , S Borghi  19 , A Borgia  23 , T J V Bowcock  6 , E Bowen  17 , C Bozzi  28 , T Brambach  8 , J van den Brand  39 , J Bressieux  30 , D Brett  19 , M Britsch  20 , T Britton  23 , N H Brook  4 , H Brown  6 , I Burducea  40 , A Bursche  17 , G Busetto  14 , J Buytaert  9 , S Cadeddu  38 , O Callot  15 , M Calvi  41 , M Calvo Gomez  2 , A Camboni  2 , P Campana  21   9 , D Campora Perez  9 , A Carbone  42 , G Carboni  43 , R Cardinale  44 , A Cardini  38 , H Carranza-Mejia  34 , L Carson  45 , K Carvalho Akiba  13 , G Casse  6 , L Castillo Garcia  9 , M Cattaneo  9 , Ch Cauet  8 , M Charles  46 , Ph Charpentier  9 , P Chen  47   30 , N Chiapolini  17 , M Chrzaszcz  48 , K Ciba  9 , X Cid Vidal  9 , G Ciezarek  45 , P E L Clarke  34 , M Clemencic  9 , H V Cliff  29 , J Closier  9 , C Coca  40 , V Coco  1 , J Cogan  5 , E Cogneras  7 , P Collins  9 , A Comerma-Montells  2 , A Contu  38 , A Cook  4 , M Coombes  4 , S Coquereau  33 , G Corti  9 , B Couturier  9 , G A Cowan  34 , D C Craik  25 , S Cunliffe  45 , R Currie  34 , C D'Ambrosio  9 , P David  33 , P N Y David  1 , A Davis  18 , I De Bonis  49 , K De Bruyn  1 , S De Capua  19 , M De Cian  17 , J M De Miranda  32 , L De Paula  13 , W De Silva  18 , P De Simone  21 , D Decamp  49 , M Deckenhoff  8 , L Del Buono  33 , D Derkach  42 , O Deschamps  7 , F Dettori  39 , A Di Canto  24 , H Dijkstra  9 , M Dogaru  40 , S Donleavy  6 , F Dordei  24 , A Dosil Suárez  3 , D Dossett  25 , A Dovbnya  50 , F Dupertuis  30 , R Dzhelyadin  22 , A Dziurda  48 , A Dzyuba  11 , S Easo  9   51 , U Egede  45 , V Egorychev  27 , S Eidelman  37 , D van Eijk  1 , S Eisenhardt  34 , U Eitschberger  8 , R Ekelhof  8 , L Eklund  9   10 , I El Rifai  7 , Ch Elsasser  17 , D Elsby  36 , A Falabella  42 , C Färber  24 , G Fardell  34 , C Farinelli  1 , S Farry  52 , V Fave  30 , D Ferguson  34 , V Fernandez Albor  3 , F Ferreira Rodrigues  32 , M Ferro-Luzzi  9 , S Filippov  53 , M Fiore  28 , C Fitzpatrick  9 , M Fontana  20 , F Fontanelli  44 , R Forty  9 , O Francisco  13 , M Frank  9 , C Frei  9 , M Frosini  16 , S Furcas  41 , E Furfaro  43 , A Gallas Torreira  3 , D Galli  42 , M Gandelman  13 , P Gandini  23 , Y Gao  47 , J Garofoli  23 , P Garosi  19 , J Garra Tico  29 , L Garrido  2 , C Gaspar  9 , R Gauld  46 , E Gersabeck  24 , M Gersabeck  19 , T Gershon  9   25 , Ph Ghez  49 , V Gibson  29 , V V Gligorov  9 , C Göbel  26 , D Golubkov  27 , A Golutvin  27   9   45 , A Gomes  13 , H Gordon  46 , C Gotti  41 , M Grabalosa Gándara  7 , R Graciani Diaz  2 , L A Granado Cardoso  9 , E Graugés  2 , G Graziani  16 , A Grecu  40 , E Greening  46 , S Gregson  29 , O Grünberg  54 , B Gui  23 , E Gushchin  53 , Yu Guz  22   9 , T Gys  9 , C Hadjivasiliou  23 , G Haefeli  30 , C Haen  9 , S C Haines  29 , S Hall  45 , T Hampson  4 , S Hansmann-Menzemer  24 , N Harnew  46 , S T Harnew  4 , J Harrison  19 , T Hartmann  54 , J He  9 , V Heijne  1 , K Hennessy  6 , P Henrard  7 , J A Hernando Morata  3 , E van Herwijnen  9 , A Hicheur  32 , E Hicks  6 , D Hill  46 , M Hoballah  7 , C Hombach  19 , P Hopchev  49 , W Hulsbergen  1 , P Hunt  46 , T Huse  6 , N Hussain  46 , D Hutchcroft  6 , D Hynds  10 , V Iakovenko  55 , M Idzik  56 , P Ilten  52 , R Jacobsson  9 , A Jaeger  24 , E Jans  1 , P Jaton  30 , F Jing  47 , M John  46 , D Johnson  46 , C R Jones  29 , C Joram  9 , B Jost  9 , M Kaballo  8 , S Kandybei  50 , M Karacson  9 , T M Karbach  9 , I R Kenyon  36 , U Kerzel  9 , T Ketel  39 , A Keune  30 , B Khanji  41 , O Kochebina  15 , I Komarov  30 , R F Koopman  39 , P Koppenburg  1 , M Korolev  35 , A Kozlinskiy  1 , L Kravchuk  53 , K Kreplin  24 , M Kreps  25 , G Krocker  24 , P Krokovny  37 , F Kruse  8 , M Kucharczyk  41   48 , V Kudryavtsev  37 , T Kvaratskheliya  27   9 , V N La Thi  30 , D Lacarrere  9 , G Lafferty  19 , A Lai  38 , D Lambert  34 , R W Lambert  39 , E Lanciotti  9 , G Lanfranchi  21   9 , C Langenbruch  9 , T Latham  25 , C Lazzeroni  36 , R Le Gac  5 , J van Leerdam  1 , J-P Lees  49 , R Lefèvre  7 , A Leflat  35 , J Lefrançois  15 , S Leo  31 , O Leroy  5 , T Lesiak  48 , B Leverington  24 , Y Li  47 , L Li Gioi  7 , M Liles  6 , R Lindner  9 , C Linn  24 , B Liu  47 , G Liu  9 , S Lohn  9 , I Longstaff  10 , J H Lopes  13 , E Lopez Asamar  2 , N Lopez-March  30 , H Lu  47 , D Lucchesi  14 , J Luisier  30 , H Luo  34 , F Machefert  15 , I V Machikhiliyan  27   49 , F Maciuc  40 , O Maev  11   9 , S Malde  46 , G Manca  38 , G Mancinelli  5 , U Marconi  42 , R Märki  30 , J Marks  24 , G Martellotti  12 , A Martens  33 , A Martín Sánchez  15 , M Martinelli  1 , D Martinez Santos  39 , D Martins Tostes  13 , A Martynov  35 , A Massafferri  32 , R Matev  9 , Z Mathe  9 , C Matteuzzi  41 , E Maurice  5 , A Mazurov  28   53   9 , J McCarthy  36 , A McNab  19 , R McNulty  52 , B Meadows  46   18 , F Meier  8 , M Meissner  24 , M Merk  1 , D A Milanes  33 , M-N Minard  49 , J Molina Rodriguez  26 , S Monteil  7 , D Moran  19 , P Morawski  48 , M J Morello  31 , R Mountain  23 , I Mous  1 , F Muheim  34 , K Müller  17 , R Muresan  40 , B Muryn  56 , B Muster  30 , P Naik  4 , T Nakada  30 , R Nandakumar  51 , I Nasteva  32 , M Needham  34 , N Neufeld  9 , A D Nguyen  30 , T D Nguyen  30 , C Nguyen-Mau  30 , M Nicol  15 , V Niess  7 , R Niet  8 , N Nikitin  35 , T Nikodem  24 , A Nomerotski  46 , A Novoselov  22 , A Oblakowska-Mucha  56 , V Obraztsov  22 , S Oggero  1 , S Ogilvy  10 , O Okhrimenko  55 , R Oldeman  38 , M Orlandea  40 , J M Otalora Goicochea  13 , P Owen  45 , A Oyanguren  2 , B K Pal  23 , A Palano  57 , M Palutan  21 , J Panman  9 , A Papanestis  51 , M Pappagallo  10 , C Parkes  19 , C J Parkinson  45 , G Passaleva  16 , G D Patel  6 , M Patel  45 , G N Patrick  51 , C Patrignani  44 , C Pavel-Nicorescu  40 , A Pazos Alvarez  3 , A Pellegrino  1 , G Penso  12 , M Pepe Altarelli  9 , S Perazzini  42 , D L Perego  41 , E Perez Trigo  3 , A Pérez-Calero Yzquierdo  2 , P Perret  7 , M Perrin-Terrin  5 , K Petridis  45 , A Petrolini  44 , A Phan  23 , E Picatoste Olloqui  2 , B Pietrzyk  49 , T Pilař  25 , D Pinci  12 , S Playfer  34 , M Plo Casasus  3 , F Polci  33 , G Polok  48 , A Poluektov  37   25 , E Polycarpo  13 , D Popov  20 , B Popovici  40 , C Potterat  2 , A Powell  46 , J Prisciandaro  30 , A Pritchard  6 , C Prouve  15 , V Pugatch  55 , A Puig Navarro  30 , G Punzi  31 , W Qian  49 , J H Rademacker  4 , B Rakotomiaramanana  30 , M S Rangel  13 , I Raniuk  50 , N Rauschmayr  9 , G Raven  39 , S Redford  46 , M M Reid  25 , A C Dos Reis  32 , S Ricciardi  51 , A Richards  45 , K Rinnert  6 , V Rives Molina  2 , D A Roa Romero  7 , P Robbe  15 , E Rodrigues  19 , P Rodriguez Perez  3 , S Roiser  9 , V Romanovsky  22 , A Romero Vidal  3 , J Rouvinet  30 , T Ruf  9 , F Ruffini  31 , H Ruiz  2 , P Ruiz Valls  2 , G Sabatino  12 , J J Saborido Silva  3 , N Sagidova  11 , P Sail  10 , B Saitta  38 , C Salzmann  17 , B Sanmartin Sedes  3 , M Sannino  44 , R Santacesaria  12 , C Santamarina Rios  3 , E Santovetti  43 , M Sapunov  5 , A Sarti  21 , C Satriano  12 , A Satta  43 , M Savrie  28 , D Savrina  27   35 , P Schaack  45 , M Schiller  39 , H Schindler  9 , M Schlupp  8 , M Schmelling  20 , B Schmidt  9 , O Schneider  30 , A Schopper  9 , M-H Schune  15 , R Schwemmer  9 , B Sciascia  21 , A Sciubba  12 , M Seco  3 , A Semennikov  27 , K Senderowska  56 , I Sepp  45 , N Serra  17 , J Serrano  5 , P Seyfert  24 , M Shapkin  22 , I Shapoval  28   50 , P Shatalov  27 , Y Shcheglov  11 , T Shears  9   6 , L Shekhtman  37 , O Shevchenko  50 , V Shevchenko  27 , A Shires  45 , R Silva Coutinho  25 , T Skwarnicki  23 , N A Smith  6 , E Smith  51   46 , M Smith  19 , M D Sokoloff  18 , F J P Soler  10 , F Soomro  21 , D Souza  4 , B Souza De Paula  13 , B Spaan  8 , A Sparkes  34 , P Spradlin  10 , F Stagni  9 , S Stahl  24 , O Steinkamp  17 , S Stoica  40 , S Stone  23 , B Storaci  17 , M Straticiuc  40 , U Straumann  17 , V K Subbiah  9 , S Swientek  8 , V Syropoulos  39 , M Szczekowski  58 , P Szczypka  9   30 , T Szumlak  56 , S T'Jampens  49 , M Teklishyn  15 , E Teodorescu  40 , F Teubert  9 , C Thomas  46 , E Thomas  9 , J van Tilburg  24 , V Tisserand  49 , M Tobin  30 , S Tolk  39 , D Tonelli  9 , S Topp-Joergensen  46 , N Torr  46 , E Tournefier  49   45 , S Tourneur  30 , M T Tran  30 , M Tresch  17 , A Tsaregorodtsev  5 , P Tsopelas  1 , N Tuning  1 , M Ubeda Garcia  9 , A Ukleja  58 , D Urner  19 , U Uwer  24 , V Vagnoni  42 , G Valenti  42 , R Vazquez Gomez  2 , P Vazquez Regueiro  3 , S Vecchi  28 , J J Velthuis  4 , M Veltri  16 , G Veneziano  30 , M Vesterinen  9 , B Viaud  15 , D Vieira  13 , X Vilasis-Cardona  2 , A Vollhardt  17 , D Volyanskyy  20 , D Voong  4 , A Vorobyev  11 , V Vorobyev  37 , C Voß  54 , H Voss  20 , R Waldi  54 , R Wallace  52 , S Wandernoth  24 , J Wang  23 , D R Ward  29 , N K Watson  36 , A D Webber  19 , D Websdale  45 , M Whitehead  25 , J Wicht  9 , J Wiechczynski  48 , D Wiedner  24 , L Wiggers  1 , G Wilkinson  46 , M P Williams  25   51 , M Williams  59 , F F Wilson  51 , J Wishahi  8 , M Witek  48 , S A Wotton  29 , S Wright  29 , S Wu  47 , K Wyllie  9 , Y Xie  9   34 , Z Xing  23 , Z Yang  47 , R Young  34 , X Yuan  47 , O Yushchenko  22 , M Zangoli  42 , M Zavertyaev  20 , F Zhang  47 , L Zhang  23 , W C Zhang  52 , Y Zhang  47 , A Zhelezov  24 , A Zhokhov  27 , L Zhong  47 , A Zvyagin  9
Affiliations

Measurement of J/ ψ polarization in pp collisions at [Formula: see text]

LHCb Collaboration et al. Eur Phys J C Part Fields. 2013.

Abstract

An angular analysis of the decay J/ψ→μ+μ- is performed to measure the polarization of prompt J/ψ mesons produced in pp collisions at [Formula: see text]. The dataset corresponds to an integrated luminosity of 0.37 fb-1 collected with the LHCb detector. The measurement is presented as a function of transverse momentum, pT, and rapidity, y, of the J/ψ meson, in the kinematic region 2<pT<15 GeV/c and 2.0<y<4.5.

PubMed Disclaimer

Figures

Fig. 1
Fig. 1
(Left) Invariant mass distribution of muon pairs passing the selection criteria. In the plot, J/ψ candidates are required to have 5<p T<7 GeV/c and 3.0<y<3.5. The solid (dashed) vertical lines indicate the signal (sideband) regions. (Right) Pseudo decay-time significance (S τ) distribution for background subtracted J/ψ candidates in the same kinematic bin. The solid vertical lines indicate the S τ selection region. The right tail of the distribution is due to J/ψ production through the decay of b hadrons
Fig. 2
Fig. 2
Global efficiency (area normalized to unity) as a function of (top) cosθ and (bottom) ϕ for (left) 3<p T<4 GeV/c and for (right) 7<p T<10 GeV/c of J/ψ mesons in the helicity frame. The efficiency is determined from simulation
Fig. 3
Fig. 3
(Left) Distributions of cosθ in the helicity frame for J/ψ mesons from B +→J/ψK + decays in data (open circles) and simulated sample (open squares) after the weighting based on the B + and J/ψ kinematics and (right) their ratio
Fig. 4
Fig. 4
Measurements of λ θ in bins of p T for five rapidity bins in (left) the helicity frame and (right) the Collins–Soper frame. The error bars represent the statistical and systematic uncertainties added in quadrature. The data points are shifted slightly horizontally for different rapidities to improve visibility
Fig. 5
Fig. 5
Comparison of LHCb and ALICE results for λ θ in different p T bins integrating over the rapidity range 2.5<y<4.0 in (left) the helicity frame and (right) the Collins–Soper frame. Error bars represent the statistical and systematic uncertainties added in quadrature
Fig. 6
Fig. 6
Comparison of LHCb prompt J/ψ polarization measurements of λ θ with direct NLO color singlet (magenta diagonal lines [39]) and three different NLO NRQCD (blue diagonal lines (1) [39], red vertical lines (2) [40] and green hatched (3) [41, 42]) predictions as a function of the p T of the J/ψ meson in the rapidity range 2.5<y<4.0 in the helicity frame (Color figure online)
Fig. 7
Fig. 7
Differential cross-section of prompt J/ψ production as a function of p T and in bins of y. The vertical error bars show the quadratic sum of the statistical and systematic uncertainties
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