A pr 2 01 7 Measurements of B → J / ψ at forward rapidity in p + p collisions at √ s = 510 GeV

We report the first measurement of the fraction of J/ψ mesons coming from B-meson decay (FB→J/ψ) in p+p collisions at s=510  GeV. The measurement is performed using the forward silicon vertex detector and central vertex detector at PHENIX, which provide precise tracking and distance-of-closest-approach determinations, enabling the statistical separation of J/ψ due to B-meson decays from prompt J/ψ. The measured value of FB→J/ψ is 8.1%±2.3%(stat)±1.9%(syst) for J/ψ with transverse momenta 0<pT<5  GeV/c and rapidity 1.2<|y|<2.2. The measured fraction FB→J/ψ at PHENIX is compared to values measured by other experiments at higher center of mass energies and to fixed-order-next-to-leading-logarithm and color-evaporation-model predictions. The bb¯ cross section per unit rapidity [dσ/dy(pp→bb¯)] extracted from the obtained FB→J/ψ and the PHENIX inclusive J/ψ cross section measured at 200 GeV scaled with color-evaporation-model calculations, at the mean B hadron rapidity y=±1.7 in 510 GeV p+p collisions, is 3.63-1.70+1.92  μb. It is consistent with the fixed-order-next-to-leading-logarithm calculations.

A. K. Mohanty | K. S. Lee | A. C. Mignerey | C. F. Maguire | J. Velkovska | T. Ichihara | Y. Watanabe | S. V. Greene | T. Chujo | M. Kofarago | B. Xia | M. Virius | V. Khachatryan | H. Nakagomi | J. Kamin | F. Krizek | R. P. Pisani | J. Rak | E.-J. Kim | Jr. | A. Drees | M. Wysocki | D. Silvermyr | M. Vargyas | D. Isenhower | V. Riabov | B. Meredith | J. Seele | M. Inaba | K. F. Read | T. Sugitate | T. C. Awes | T. K. Hemmick | H. W. van Hecke | A. Durum | S. P. Sorensen | E. J. Desmond | R. Belmont | D. Kawall | J. C. Hill | V. Papavassiliou | R. A. Soltz | Y. Goto | N. Cronin | K. Nagai | N. Grau | S. Bathe | G. Mitsuka | T. Sakaguchi | P. Shukla | D. McGlinchey | J. Murata | R. S. Towell | D. Sharma | T. Fusayasu | J. Perry | Y. Berdnikov | I. E. Yushmanov | B. Hong | A. S. Nyanin | M. J. Tannenbaum | B. V. Jacak | V. Samsonov | K. S. Joo | D. Lynch | H. Sako | A. Sen | H. Hamagaki | C. A. Ogilvie | Y. K. Kim | K. Sato | V. Vrba | M. Nihashi | I. Ravinovich | A. Iordanova | B. Komkov | I. Shein | M. Dumancic | A. Milov | R. Novotny | H. Oide | P. Steinberg | B. Azmoun | K. N. Barish | A. Bazilevsky | K. Dehmelt | J. M. Durham | K. O. Eyser | M. Finger | C. Gal | P. Garg | X. He | J. Huang | M. X. Liu | J. D. Osborn | R. Petti | C. Pinkenburg | M. L. Purschke | M. Sarsour | R. Seidl | B. K. Singh | W. E. Sondheim | C. P. Wong | X. Jiang | F. Fleuret | Y. Kim | K. Nakamura | K. Sato | A. Sukhanov | R. Hollis | A. Mignerey | R. Nouicer | R. Pak | M. Patel | P. Steinberg | J. Hanks | A. Ster | S. Sato | N. Grau | J. Jia | A. Milov | K. Nagai | T. Nakamura | T. Ichihara | X. Jiang | J. Kang | J. Kang | S. Lee | S. Stoll | D. Isenhower | J. Hill | D. Perepelitsa | V. Khachatryan | B. Ujvári | A. Mohanty | P. Shukla | B. Hong | S. Park | J. Alexander | C. Maguire | M. Finger | S. Greene | H. Oide | K. Lee | K. Dehmelt | T. Fusayasu | A. Oskarsson | Y. Ikeda | S. Han | M. Csanád | T. Csörgő | T. Novák | M. Tomášek | R. Soltz | Y. Leung | Y. Tanaka | J. Mitchell | C. Ogilvie | J. Peng | A. Takahara | D. Kotchetkov | M. Shimomura | K. Tanida | A. Shaver | J. Haggerty | P. Netrakanti | D. Black | J. Frantz | P. Sett | V. Papavassiliou | D. Mcglinchey | R. Hayano | K. Read | J. Kamin | M. Nagy | J. Sun | C. Aidala | J. Durham | M. Dumancic | I. Ravinovich | A. Sickles | O. Drapier | M. Ryu | V. Samsonov | A. Iordanova | J. Nagle | M. Phipps | K. Hill | B. Cole | N. Apadula | X. Bai | Y. Berdnikov | D. Blau | H. Buesching | T. Chujo | S. Fokin | T. Gunji | H. Hamagaki | B. Jacak | A. Kazantsev | A. Khanzadeev | F. Krizek | V. Manko | Y. Miake | C. Nattrass | N. Novitzky | A. Nyanin | J. Rak | V. Riabov | Y. Sekiguchi | D. Silvermyr | S. Sorensen | T. Sugitate | R. Tieulent | A. Enokizono | A. Glenn | H. Torii | T. Moukhanova | R. Akimoto | T. Awes | D. Peressounko | K. Ozawa | D. Kim | S. Esumi | I. Garishvili | M. Kim | V. Loggins | R. Belmont | M. Connors | M. Vargyas | M. Kofarago | P. Stankus | B. Schaefer | P. Garg | K. Barish | M. Daugherity | D. Kapukchyan | D. Kincses | R. Lacey | J. Lee | X. Li | T. Niida | H. Sako | R. Seto | A. Taranenko | Y. Fukuda | M. Gonin | W. Sondheim | G. Mitsuka | J. Osborn | A. Frawley | A. Taketani | M. Leitgab | R. Seidl | T. Rinn | T. Hachiya | V. Pantuev | J. Park | A. Berdnikov | A. Drees | A. Franz | N. Saito | C. Chi | S. Bathe | K. Drees | H. Nakagomi | A. Durum | K. Kurita | S. Nagamiya | M. Purschke | E. Atomssa | I. Shein | A. Bazilevsky | Y. Kwon | S. Pate | K. Nagashima | C. Chen | N. Ajitanand | Y. Akiba | K. Aoki | H. Asano | B. Azmoun | V. Babintsev | M. Bai | B. Bannier | V. Baublis | S. Baumgart | M. Beaumier | J. Bok | K. Boyle | M. Brooks | J. Bryslawskyj | V. Bumazhnov | C. Butler | S. Butsyk | S. Campbell | I. Choi | P. Christiansen | V. Cianciolo | N. Cronin | L. D'Orazio | A. Datta | G. David | K. DeBlasio | A. Denisov | E. Desmond | L. Ding | J. Do | T. Engelmore | B. Fadem | N. Feege | D. Fields | Y. Fukao | K. Gainey | C. Gal | A. Garishvili | H. Ge | X. Gong | M. Perdekamp | Y. Gu | H. Guragain | K. Hahn | S. Hasegawa | T. Haseler | K. Hashimoto | X. He | T. Hemmick | T. Hester | T. Hoshino | J. Huang | K. Imai | Y. Imazu | A. Isinhue | S. Jeon | M. Jezghani | B. Johnson | K. Joo | D. Jouan | D. Jumper | S. Kanda | B. H. Kang | D. Kawall | J. A. Key | P. K. Khandai | K. Kijima | E. Kim | Y. Kim | E. Kistenev | J. Klatsky | D. Kleinjan | P. Kline | T. Koblesky | B. Komkov | J. Koster | D. Kotov | M. Kurosawa | Y. Lai | J. Lajoie | A. Lebedev | K. Lee | M. Leitch | B. Lewis | S. Lim | M. Liu | D. Lynch | Y. Makdisi | M. Makek | A. Manion | E. Mannel | M. McCumber | P. McGaughey | C. McKinney | A. Meles | M. Mendoza | B. Meredith | T. Mibe | D. Mishra | S. Miyasaka | S. Mizuno | T. Moon | D. Morrison | M. Moskowitz | T. Murakami | J. Murata | A. Mwai | T. Nagae | I. Nakagawa | Y. Nakamiya | K. Nakano | M. Nihashi | K. Okada | J. Koop | L. Patel | G. Perera | J. Perry | R. Petti | C. Pinkenburg | R. Pisani | H. Qu | D. Reynolds | Y. Riabov | E. Richardson | N. Riveli | D. Roach | S. Rolnick | M. Rosati | Z. Rowan | B. Sahlmueller | M. Sarsour | S. Sawada | B. Schmoll | K. Sedgwick | J. Seele | A. Sen | A. Sexton | T. Shibata | K. Shoji | C. Silva | C. P. Singh | V. Singh | M. Skolnik | S. Solano | I. Sourikova | E. Stenlund | M. Stepanov | M. Stone | M. Tannenbaum | S. Tarafdar | E. Tennant | A. Timilsina | T. Todoroki | C. Towell | R. Towell | I. Tserruya | H. W. Hecke | M. Alfred | F. Giordano | Y. Goto | K. Homma | D. Ivanishchev | E. O'brien | T. Sakaguchi | D. Sharma | K. Shigaki | I. Garishvili | J. H. Kang | A. V. Kazantsev | M. Kim | T. Moon | A. Oskarsson | K. Watanabe | Y. L. Yamaguchi | D. K. Mishra | P. K. Netrakanti | J. Hanks | J. S. Kang | S. K. Park | M. Csan'ad | T. CsorgHo | D. Kotchetkov | K. Tanida | A. Taketani | M. Skoby | C. Baumann | M. Chiu | J. Kapustinsky | D. Lee | T. Danley | M. Inaba | Z. Ji | N. Lewis | S. Morrow | W. Peng | C. PerezLara | A. Pun | P. Radzevich | D. Richford | J. Runchey | M. Slunecka | Y. Ueda | N. Crossette | N. Hotvedt | S. Mohapatra | A. Attila | C. Ayuso | M. Boer | C. CanoaRoman | T. Elder | Y. Ito | V. Jorjadze | S. Karthas | S. Kudo | E. Lallow | L. Liu | S. Lokos | D. Mihalik | T. Nagashima | K. Smith | S. Syed | G. Tarnai | S. Vazquez-Carson | A. Deshpande | R. Akimoto | H. Buesching | A. Enokizono | S. Esumi | A. Glenn | T. Gunji | A. Khanzadeev | D. J. Kim | J. Jia | K. Gainey | W. A. Zajc | I. H. Park | S. P. Stoll | C. L. Woody | F. Giordano | Y. Imazu | T.-A. Shibata | J.-C. Peng | M. Makek | M. L. Brooks | E. Mannel | D. M. Lee | A. Lebedev | J. S. Haggerty | B. Ujvari | C. Aidala | N. N. Ajitanand | Y. Akiba | J. Alexander | M. Alfred | K. Aoki | N. Apadula | H. Asano | E. T. Atomssa | A. Attila | C. Ayuso | V. Babintsev | M. Bai | X. Bai | B. Bannier | V. Baublis | C. Baumann | S. Baumgart | M. Beaumier | A. Berdnikov | D. Black | D. S. Blau | M. Boer | J. S. Bok | K. Boyle | J. Bryslawskyj | V. Bumazhnov | C. Butler | S. Butsyk | S. Campbell | C. CanoaRoman | C.-H. Chen | C. Y. Chi | M. Chiu | I. J. Choi | J. B. Choi | S. Choi | P. Christiansen | V. Cianciolo | B. A. Cole | M. Connors | N. Crossette | T. W. Danley | A. Datta | M. S. Daugherity | G. David | K. DeBlasio | A. Denisov | A. Deshpande | L. Ding | J. H. Do | L. D'Orazio | O. Drapier | K. A. Drees | T. Elder | T. Engelmore | B. Fadem | W. Fan | N. Feege | D. E. Fields | F. Fleuret | S. L. Fokin | J. E. Frantz | A. Franz | A. D. Frawley | Y. Fukao | Y. Fukuda | A. Garishvili | H. Ge | X. Gong | M. Gonin | R. Granier de Cassagnac | M. Grosse Perdekamp | Y. Gu | H. Guragain | T. Hachiya | K. I. Hahn | S. Y. Han | S. Hasegawa | T.O.S. Haseler | K. Hashimoto | R. Hayano | T. Hester | K. Hill | R. S. Hollis | K. Homma | T. Hoshino | N. Hotvedt | S. Huang | Y. Ikeda | K. Imai | A. Isinhue | Y. Ito | D. Ivanishchev | S. J. Jeon | M. Jezghani | Z Ji | B. M. Johnson | V. Jorjadze | D. Jouan | D. S. Jumper | S. Kanda | D. Kapukchyan | J. Kapustinsky | S. Karthas | K. M. Kijima | C. Kim | Y.-J. Kim | D. Kincses | E. Kistenev | J. Klatsky | D. Kleinjan | P. Kline | T. Koblesky | J. Koster | D. Kotov | S. Kudo | K. Kurita | M. Kurosawa | Y. Kwon | R. Lacey | Y. S. Lai | J. G. Lajoie | E. O. Lallow | G. H. Lee | J. Lee | K. B. Lee | S. H. Lee | M. J. Leitch | M. Leitgab | Y. H. Leung | B. Lewis | N. A. Lewis | X. Li | S. H. Lim | L. D. Liu | V.-R. Loggins | S. Lokos | Y. I. Makdisi | A. Manion | V. I. Manko | M. McCumber | P. L. McGaughey | C. McKinney | A. Meles | M. Mendoza | Y. Miake | T. Mibe | D.E.M. Mihalik | J. T. Mitchell | S. Miyasaka | S. Mizuno | S. Mohapatra | D. P. Morrison | S.I.M. Morrow | M. Moskowitz | T. V. Moukhanova | T. Murakami | A. Mwai | T. Nagae | S. Nagamiya | K. Nagashima | T. Nagashima | J. L. Nagle | M. I. Nagy | I. Nakagawa | Y. Nakamiya | K. R. Nakamura | T. Nakamura | K. Nakano | C. Nattrass | T. Niida | R. Nouicer | T. Nov'ak | N. Novitzky | E. O'Brien | K. Okada | J. D. Orjuela Koop | K. Ozawa | R. Pak | V. Pantuev | J. S. Park | S. Park | S. F. Pate | L. Patel | M. Patel | W. Peng | D. V. Perepelitsa | G.D.N. Perera | D.Yu. Peressounko | C. E. PerezLara | M. Phipps | A. Pun | H. Qu | P. V. Radzevich | D. Reynolds | Y. Riabov | E. Richardson | D. Richford | T. Rinn | N. Riveli | D. Roach | S. D. Rolnick | M. Rosati | Z. Rowan | J. Runchey | M. S. Ryu | B. Sahlmueller | N. Saito | S. Sato | S. Sawada | B. Schaefer | B. K. Schmoll | K. Sedgwick | Y. Sekiguchi | R. Seto | P. Sett | A. Sexton | A. Shaver | K. Shigaki | M. Shimomura | K. Shoji | A. Sickles | C. L. Silva | V. Singh | M. J. Skoby | M. Skolnik | M. Slunevcka | K. L. Smith | S. Solano | I. V. Sourikova | P. W. Stankus | E. Stenlund | M. Stepanov | A. Ster | M. R. Stone | A. Sukhanov | J. Sun | S. Syed | A. Takahara | Y. Tanaka | S. Tarafdar | A. Taranenko | G. Tarnai | E. Tennant | R. Tieulent | A. Timilsina | T. Todoroki | M. Tom'avsek | H. Torii | C. L. Towell | I. Tserruya | Y. Ueda | S Vazquez-Carson | E. Vazquez-Zambrano | A. Veicht | R. V'ertesi | E. Vznuzdaev | X. R. Wang | Z. Wang | D. Watanabe | Y. S. Watanabe | F. Wei | S. Whitaker | S. Wolin | C. Xu | Q. Xu | A. Yanovich | P Yin | S. Yokkaichi | J. H. Yoo | I. Yoon | Z. You | I. Younus | H. Yu | A. Zelenski | S. Zharko | S. Zhou | L. Zou | S. Huang | J. Choi | G. H. Lee | R. D. G. Cassagnac | C. Kim | J. Key | R. Novotný | I. Park | B. Singh | W. Fan | S. Choi | B. Ujvari | T. Novak | S. Choi | S. Han | S. Lim | B. Kang | G. H. Lee | W. Peng | C. P. Singh | Y. Tanaka

[1]  A. Dell'Acqua,et al.  Geant4 - A simulation toolkit , 2003 .

[2]  R. Nelson,et al.  Narrowing the uncertainty on the total charm cross section and its effect on the J/ψ cross section , 2012, 1210.4610.

[3]  P. Nason,et al.  The p_T Spectrum in Heavy-Flavour Photoproduction , 2001, hep-ph/0102134.

[4]  M. I. Josa,et al.  Beauty production at the CERN pp̄ collider , 1991 .

[5]  M. Greco,et al.  The p T spectrum in heavy-flavour hadroproduction , 1998, hep-ph/9803400.

[6]  S. L. La Pointe,et al.  Measurement of prompt J/ψ and beauty hadron production cross sections at mid-rapidity in pp collisions at \documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\odds , 2012, Journal of High Energy Physics.

[7]  C. Albajar J/? and ?' production at the CERN pp collider , 1991 .

[8]  T. Sjöstrand,et al.  Production and hadronization of heavy quarks , 2000 .

[9]  Jr.,et al.  Single electron yields from semileptonic charm and bottom hadron decays in Au+Au collisions at sNN=200 GeV , 2015, 1509.04662.

[10]  G. S. Averichev,et al.  J/ψ Production at High Transverse Momenta in P+p and Au + Au Collisions at √SNN=200 GeV , 2013 .

[11]  R. Pak,et al.  The PHENIX Forward Silicon Vertex Detector , 2013, 1311.3594.

[12]  G. Ridolfi,et al.  Theoretical predictions for charm and bottom production at the LHC , 2012, 1205.6344.

[13]  Peter Skands,et al.  A brief introduction to PYTHIA 8.1 , 2007, Comput. Phys. Commun..

[14]  S. Lammel,et al.  Measurement of $$b\bar b$$ correlations at the CERN $$p\bar p$$ collider , 1994 .

[15]  Andy W. Brown,et al.  PHENIX Muon Arms , 2003 .

[16]  C. L. Britton,et al.  PHENIX inner detectors , 2003 .