Journal Article PUBDB-2022-00274

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Observation of a $\Lambda_b^0-\overline{\Lambda}_b^0$ production asymmetry in proton-proton collisions at $\sqrt{s} =$ 7 and 8 TeV

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2021
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 10(10), 060 () [10.1007/JHEP10(2021)060]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2021-121; LHCb-PAPER-2021-016; arXiv:2107.09593

Abstract: This article presents differential measurements of the asymmetry between $ {\varLambda}_b^0 $ and $ {\overline{\varLambda}}_b^0 $ baryon production rates in proton-proton collisions at centre-of-mass energies of $ \sqrt{s} $ = 7 and 8 TeV collected with the LHCb experiment, corresponding to an integrated luminosity of 3 fb$^{−1}$. The $ {\varLambda}_b^0 $ baryons are reconstructed through the inclusive semileptonic decay $ {\varLambda}_b^0 $ → $ {\varLambda}_c^{+} $μ$^{−} \overline{\nu} _{μ}$X. The production asymmetry is measured both in intervals of rapidity in the range 2.15 < y < 4.10 and transverse momentum in 2 < p$_{T}$< 27 GeV/c. The results are found to be incompatible with symmetric production with a significance of 5.8 standard deviations for both $ \sqrt{s} $ = 7 and 8 TeV data, assuming no CP violation in the decay. There is evidence for a trend as a function of rapidity with a significance of 4 standard deviations. Comparisons to predictions from hadronisation models in Pythia and heavy-quark recombination are provided. This result constitutes the first observation of a particle-antiparticle asymmetry in b-hadron production at LHC energies.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): p p: colliding beams ; Lambda/b0: pair production ; production: asymmetry ; p p: scattering ; baryon: pair production ; particle antiparticle: asymmetry ; hadronization: model ; rapidity dependence ; Lambda/b0: semileptonic decay ; recombination ; transverse momentum dependence ; LHC-B ; CERN LHC Coll ; PYTHIA ; heavy quark ; numerical calculations: Monte Carlo ; experimental results ; Lambda/b0 --> Lambda/c+ muon antineutrino/mu anything ; 7000 GeV-cms ; 8000 GeV-cms ; Hadron-Hadron scattering (experiments) ; Heavy quark production ; proton-proton scattering ; Hard scattering ; B physics

Classification:

Contributing Institute(s):
  1. Informationstechnologie (IT)
Research Program(s):
  1. 6G9 - IDAF (DESY) (POF4-6G9) (POF4-6G9)
Experiment(s):
  1. DESY: TIER-II

Appears in the scientific report 2021
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