Journal Article GSI-2023-00140

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Forward rapidity J/ψ production as a function of charged-particle multiplicity in pp collisions at $ \sqrt{s} $ = 5.02 and 13 TeV

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2022
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 06(6), 15 () [10.1007/JHEP06(2022)015]

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Report No.: CERN-EP-2021-268; arXiv:2112.09433

Abstract: The production of J/ψ is measured as a function of charged-particle multiplicity at forward rapidity in proton-proton (pp) collisions at center-of-mass energies $ \sqrt{s} $ = 5.02 and 13 TeV. The J/ψ mesons are reconstructed via their decay into dimuons in the rapidity interval (2.5 < y < 4.0), whereas the charged-particle multiplicity density (dN$_{ch}$/dη) is measured at midrapidity (|η| < 1). The production rate as a function of multiplicity is reported as the ratio of the yield in a given multiplicity interval to the multiplicity-integrated one. This observable shows a linear increase with charged-particle multiplicity normalized to the corresponding average value for inelastic events (dN$_{ch}$/dη/〈dN$_{ch}$/dη〉), at both the colliding energies. Measurements are compared with available ALICE results at midrapidity and theoretical model calculations. First measurement of the mean transverse momentum (〈p$_{T}$〉) of J/ψ in pp collisions exhibits an increasing trend as a function of dN$_{ch}$/dη/〈dN$_{ch}$/dη〉 showing a saturation towards high charged-particle multiplicities.

Keyword(s): J/psi(3100): production ; charged particle: multiplicity ; p p: scattering ; yield: ratio ; multiplicity: density ; rapidity ; dimuon ; ALICE ; transverse momentum ; experimental results ; 5020: 13000 GeV-cms/nucleon ; Hadron-Hadron Scattering

Classification:

Note: 27 pages, 8 captioned figures, 5 tables, authors from page 22, published version, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/7626SCOAP3. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC-BY 4.0)

Contributing Institute(s):
  1. ALICE (ALI)
  2. Detektorlabor (DTL)
  3. IT (CIT)
  4. ExtreMe Matter Institute, EMMI (EXM)
  5. Collaboration CERN: ALICE (ALICE@CERN)
Research Program(s):
  1. 612 - Cosmic Matter in the Laboratory (POF4-612) (POF4-612)
  2. HGS-HIRe - HGS-HIRe for FAIR (HGS-HIRe) (HGS-HIRe)
  3. SUC-GSI-Heidelberg - Strategic university cooperation GSI-U Heidelberg (SUC-GSI-HE) (SUC-GSI-HE)
  4. SUC-GSI-Frankfurt - Strategic university cooperation GSI-U Frankfurt/M (SUC-GSI-FR) (SUC-GSI-FR)
  5. SUC-GSI-Darmstadt - Strategic university cooperation GSI-TU Darmstadt (SUC-GSI-DA) (SUC-GSI-DA)
Experiment(s):
  1. LHC: ALICE

Appears in the scientific report 2022
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