Report/Journal Article PUBDB-2015-02788

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Observation and measurements of the production of prompt and non-prompt $J/\psi$ mesons in association with a Z boson in pp collisions at $\sqrt{s}$ = 8 TeV with the ATLAS detector

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2015
Springer Berlin

The European physical journal / C 75(5), 229 () [10.1140/epjc/s10052-015-3406-9]
 GO

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Report No.: CERN-PH-EP-2014-276

Abstract: The production of a $Z$ boson in association with a $J/\psi$ meson in proton-proton collisions probes the production mechanisms of quarkonium and heavy flavour in association with vector bosons, and allows studies of multiple parton scattering. Using $20.3\, \mathrm{fb^{-1}}$ of data collected with the ATLAS experiment at the LHC in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=8\, \mathrm{TeV}$, the first measurement of associated $Z + J/\psi$ production is presented for both prompt and non-prompt $J/\psi$ production, with both signatures having a significance in excess of $5\sigma$. The inclusive production cross-sections for $Z$ boson production (analysed in $\mu^+\mu^-$ or $e^+e^-$ decay modes) in association with prompt and non-prompt $J/\psi(\to\mu^+\mu^-)$ are measured relative to the inclusive production rate of $Z$ bosons in the same fiducial volume to be $(36.8\pm 6.7\pm 2.5) \times 10^{-7}$ and $(65.8\pm 9.2\pm 4.2) \times 10^{-7}$ respectively. Normalised differential production cross-section ratios are also determined as a function of the $J/\psi$ transverse momentum. The fraction of signal events arising from single and double parton scattering is estimated, and a lower limit of $5.3\ (3.7)\, \mathrm{mb}$ at $68\ (95)$% confidence level is placed on the effective cross-section regulating double parton interactions.

Classification:

Note: OA

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. Experiments at LHC (ATLAS) (POF2-512) (POF2-512)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2015
Database coverage:
SCOAP3 OpenAccess ; OpenAccess ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; IF >= 5 ; JCR ; SCOPUS ; Science Citation Index ; Science Citation Index Expanded ; Thomson Reuters Master Journal List ; Web of Science Core Collection
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