Journal Article GSI-2023-00144

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Investigating charm production and fragmentation via azimuthal correlations of prompt D mesons with charged particles in pp collisions at $\mathbf {\sqrt{ s} = 13}$ TeV

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2022
Springer Heidelberg

The European physical journal / C 82(4), 335 () [10.1140/epjc/s10052-022-10267-3]

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Report No.: CERN-EP-2021-184; arXiv:2110.10043

Abstract: Angular correlations of heavy-flavour and charged particles in high-energy proton–proton collisions are sensitive to the production mechanisms of heavy quarks and to their fragmentation as well as hadronisation processes. The measurement of the azimuthal-correlation function of prompt D mesons with charged particles in proton–proton collisions at a centre-of-mass energy of $\sqrt{s} = 13$ TeV with the ALICE detector is reported, considering $\mathrm D^{0} $, $\mathrm D^{+} $, and $\mathrm D^{*+} $ mesons in the transverse-momentum interval $3< p_{\mathrm{T}} < 36$ GeV/$c$ at midrapidity ($|y| < 0.5$), and charged particles with $p_{\mathrm{T}} > 0.3$ GeV/$c$ and pseudorapidity $|\eta | < 0.8$. This measurement has an improved precision and provides an extended transverse-momentum coverage compared to previous ALICE measurements at lower energies. The study is also performed as a function of the charged-particle multiplicity, showing no modifications of the correlation function with multiplicity within uncertainties. The properties and the transverse-momentum evolution of the near- and away-side correlation peaks are studied and compared with predictions from various Monte Carlo event generators. Among those considered, PYTHIA8 and POWHEG+PYTHIA8 provide the best description of the measured observables. The obtained results can provide guidance on tuning the generators.

Keyword(s): p p: scattering ; charm: production ; D: direct production ; charged particle: multiplicity ; heavy quark: angular correlation ; transverse momentum ; fragmentation ; Monte Carlo ; ALICE ; CERN LHC Coll ; correlation function ; rapidity ; correlation ; hadronization ; experimental results ; 13000 GeV-cms/nucleon

Classification:

Note: Eur. Phys. J. C 82 (2022) 335. 33 pages, 11 captioned figures, 2 tables, authors from page 28, published version, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/7447SCOAP3. This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License

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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EMMI

 Record created 2023-01-15, last modified 2023-10-15