Journal Article PUBDB-2021-00159

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Studies of $X(3872)$ and $\psi(2S)$ production in $p\bar{p}$ collisions at 1.96 TeV

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2020
Inst.302363 Melville, NY

Physical review / D 102(7), 072005 () [10.1103/PhysRevD.102.072005]
 GO

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Report No.: FERMILAB-PUB-20-363-E; arXiv:2007.13420

Abstract: We present various properties of the production of the $X(3872)$ and $ψ(2S)$ states based on $10.4  fb^{−1}$ collected by the D0 experiment in Tevatron $p\bar{p}$ collisions at $\sqrt{s}=1.96  TeV$. For both states, we measure the nonprompt fraction $f_{NP}$ of the inclusive production rate due to decays of $b$-flavored hadrons. We find the $f_{NP}$ values systematically below those obtained at the LHC. The fNP fraction for $ψ(2S)$ increases with transverse momentum, whereas for the $X(3872)$ it is constant within large uncertainties, in agreement with the LHC results. The ratio of prompt to nonprompt $ψ(2S)$ production, $(1−f_{NP})/f_{NP}$, decreases only slightly going from the Tevatron to the LHC, but for the $X(3872)$, this ratio decreases by a factor of about 3. We test the soft-pion signature of the $X(3872)$ modeled as a weakly bound charm-meson pair by studying the production of the $X(3872)$ as a function of the kinetic energy of the $X(3872)$ and the pion in the $X(3872)π$ center-of-mass frame. For a subsample consistent with prompt production, the results are incompatible with a strong enhancement in the production of the $X(3872)$ at the small kinetic energy of the $X(3872)$ and the π in the $X(3872)π$ center-of-mass frame expected for the $X$+soft-pion production mechanism. For events consistent with being due to decays of $b$ hadrons, there is no significant evidence for the soft-pion effect, but its presence at the level expected for the binding energy of 0.17 MeV and the momentum scale $Λ=M(π)$ is not ruled out.

Keyword(s): anti-p p: scattering ; anti-p p: colliding beams ; energy: kinetic ; energy dependence ; X(3872): hadroproduction ; psi(3685): hadroproduction ; Batavia TEVATRON Coll ; DZERO ; hadron ; bottom ; inclusive production ; transverse momentum dependence ; direct production ; binding energy ; enhancement ; signature ; experimental results ; 1960 GeV-cms ; Particle Physics Experiments

Classification:

Note: Phys. Rev. D 102, 072005 (2020). 14 pages, 14 figures, 3 tables, accepted by Phys. Rev. D

Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. No specific instrument

Appears in the scientific report 2020
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; SCOAP3 OpenAccess ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; Ebsco Academic Search ; IF < 5 ; JCR ; SCOPUS ; Science Citation Index ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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 Record created 2021-01-11, last modified 2025-07-29


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