Journal Article GSI-2024-00184

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Study of flavor dependence of the baryon-to-meson ratio in proton-proton collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

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2023
American Physical Society Ridge, NY

Physical review / D 108(11), 112003 () [10.1103/PhysRevD.108.112003]

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Report No.: CERN-EP-2023-159; arXiv:2308.04873

Abstract: The production cross sections of D0 and Λc+ hadrons originating from beauty-hadron decays (i.e., nonprompt) were measured for the first time at midrapidity (|y|<0.5) by the ALICE Collaboration in proton-proton collisions at a center-of-mass energy s=13 TeV. They are described within uncertainties by perturbative QCD calculations employing the fragmentation fractions of beauty quarks to baryons measured at forward rapidity by the LHCb Collaboration. The bb¯ production cross section per unit of rapidity at midrapidity, estimated from these measurements, is dσbb¯/dy||y|<0.5=83.1±3.5(stat)±5.4(syst)-3.2+12.3(extrap) μb. The baryon-to-meson ratios are computed to investigate the hadronization mechanism of beauty quarks. The nonprompt Λc+/D0 production ratio has a similar trend to the one measured for the promptly produced charmed particles and to the p/π+ and Λ/KS0 ratios, suggesting a similar baryon-formation mechanism among light, strange, charm, and beauty hadrons. The pT -integrated nonprompt Λc+/D0 ratio is found to be significantly higher than the one measured in e+e- collisions.

Keyword(s): p p: scattering ; p p: colliding beams ; D0: hadroproduction ; Lambda/c+: hadroproduction ; Lambda/c+: hadronic decay ; quantum chromodynamics: perturbation theory ; flavor: dependence ; D0: yield ; Lambda/c+: yield ; yield: ratio: measured ; differential cross section: measured ; rapidity dependence ; transverse momentum dependence ; fragmentation function ; baryon ; ALICE ; charm ; charmed particle ; LHC-B ; hadronization ; cross section: ratio: measured ; experimental results ; Lambda/c+ --> p K0(S) ; Lambda/c+ --> p K- pi+ ; 13000 GeV-cms

Classification:

Note: figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/9559. Published by the American Physical Society under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article’s title, journal citation, and DOI. Funded by SCOAP3.

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. STRONG-2020 - The strong interaction at the frontier of knowledge: fundamental research and applications (824093) (824093)
  3. HGS-HIRe - HGS-HIRe for FAIR (HGS-HIRe) (HGS-HIRe)
  4. SUC-GSI-Heidelberg - Strategic university cooperation GSI-U Heidelberg (SUC-GSI-HE) (SUC-GSI-HE)
  5. SUC-GSI-Frankfurt - Strategic university cooperation GSI-U Frankfurt/M (SUC-GSI-FR) (SUC-GSI-FR)
  6. 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 2023
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Infrastructure > Detector Laboratory
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