Advertisement

The European Physical Journal C

, Volume 49, Issue 2, pp 545–558 | Cite as

A Measurement of the ψ to J/ψ production ratio in 920 GeV proton-nucleus interactions

  • I. Abt
  • M. Adams
  • M. Agari
  • H. Albrecht
  • A. Aleksandrov
  • V. Amaral
  • A. Amorim
  • S.J. Aplin
  • V. Aushev
  • Y. Bagaturia
  • V. Balagura
  • M. Bargiotti
  • O. Barsukova
  • J. Bastos
  • J. Batista
  • C. Bauer
  • T.S. Bauer
  • A. Belkov
  • A. Belkov
  • I. Belotelov
  • A. Bertin
  • B. Bobchenko
  • M. Böcker
  • A. Bogatyrev
  • G. Bohm
  • M. Bräuer
  • M. Bruinsma
  • M. Bruschi
  • P. Buchholz
  • T. Buran
  • J. Carvalho
  • P. Conde
  • C. Cruse
  • M. Dam
  • K.M. Danielsen
  • M. Danilov
  • S. De Castro
  • H. Deppe
  • X. Dong
  • H.B. Dreis
  • V. Egorytchev
  • K. Ehret
  • F. Eisele
  • D. Emeliyanov
  • S. Essenov
  • L. Fabbri
  • P. Faccioli
  • M. Feuerstack-Raible
  • J. Flammer
  • B. Fominykh
  • M. Funcke
  • L. Garrido
  • A. Gellrich
  • B. Giacobbe
  • J. Gläß
  • D. Goloubkov
  • Y. Golubkov
  • A. Golutvin
  • I. Golutvin
  • I. Gorbounov
  • A. Gorišek
  • O. Gouchtchine
  • D.C. Goulart
  • S. Gradl
  • W. Gradl
  • F. Grimaldi
  • J. Groth-Jensen
  • Y. Guilitsky
  • J.D. Hansen
  • J.M. Hernández
  • W. Hofmann
  • M. Hohlmann
  • T. Hott
  • W. Hulsbergen
  • U. Husemann
  • O. Igonkina
  • M. Ispiryan
  • T. Jagla
  • C. Jiang
  • H. Kapitza
  • S. Karabekyan
  • N. Karpenko
  • S. Keller
  • J. Kessler
  • F. Khasanov
  • Y. Kiryushin
  • I. Kisel
  • E. Klinkby
  • K.T. Knöpfle
  • H. Kolanoski
  • S. Korpar
  • C. Krauss
  • P. Kreuzer
  • P. Križan
  • D. Krücker
  • S. Kupper
  • T. Kvaratskheliia
  • A. Lanyov
  • K. Lau
  • B. Lewendel
  • T. Lohse
  • B. Lomonosov
  • R. Männer
  • R. Mankel
  • S. Masciocchi
  • I. Massa
  • I. Matchikhilian
  • G. Medin
  • M. Medinnis
  • M. Mevius
  • A. Michetti
  • Y. Mikhailov
  • R. Mizuk
  • R. Muresan
  • M. zur Nedden
  • M. Negodaev
  • M. Nörenberg
  • S. Nowak
  • M.T. Núñez Pardo de Vera
  • M. Ouchrif
  • F. Ould-Saada
  • C. Padilla
  • D. Peralta
  • R. Pernack
  • R. Pestotnik
  • B.AA. Petersen
  • M. Piccinini
  • M.A. Pleier
  • M. Poli
  • V. Popov
  • D. Pose
  • S. Prystupa
  • V. Pugatch
  • Y. Pylypchenko
  • J. Pyrlik
  • K. Reeves
  • D. Reßing
  • H. Rick
  • I. Riu
  • P. Robmann
  • I. Rostovtseva
  • V. Rybnikov
  • F. Sánchez
  • A. Sbrizzi
  • M. Schmelling
  • B. Schmidt
  • A. Schreiner
  • H. Schröder
  • U. Schwanke
  • A.J. Schwartz
  • A.S. Schwarz
  • B. Schwenninger
  • B. Schwingenheuer
  • F. Sciacca
  • N. Semprini-Cesari
  • S. Shuvalov
  • L. Silva
  • L. Sözüer
  • S. Solunin
  • A. Somov
  • S. Somov
  • J. Spengler
  • R. Spighi
  • A. SpiridonovEmail author
  • A. Stanovnik
  • M. Starič
  • C. Stegmann
  • H.S. Subramania
  • M. Symalla
  • I. Tikhomirov
  • M. Titov
  • I. Tsakov
  • U. Uwer
  • C. van Eldik
  • Yu. Vassiliev
  • M. Villa
  • A. Vitale
  • I. Vukotic
  • H. Wahlberg
  • A.H. Walenta
  • M. Walter
  • J.J. Wang
  • D. Wegener
  • U. Werthenbach
  • H. Wolters
  • R. Wurth
  • A. Wurz
  • Y. Zaitsev
  • M. Zavertyaev
  • T. Zeuner
  • A. Zhelezov
  • Z. Zheng
  • R. Zimmermann
  • T. Živko
  • A. Zoccoli
  • The HERA-B Collaboration
Regular Article - Experimental Physics

Abstract

Ratios of the ψ over the J/ψ production cross sections in the dilepton channel for C, Ti and W targets have been measured in 920 GeV proton-nucleus interactions with the HERA-B detector at the HERA storage ring. The ψ and J/ψ states were reconstructed in both the μ+μ- and the e+e- decay modes. The measurements covered the kinematic range -0.35≤xF≤0.1 with transverse momentum pT≤4.5 GeV/c. The angular dependence of the ratio has been used to measure the difference of the ψ and J/ψ polarization. All results for the muon and electron decay channels are in good agreement: their ratio, averaged over all events, is Rψ′(μ)/Rψ′(e)=1.00±0.08±0.04. This result constitutes a new, direct experimental constraint on the double ratio of branching fractions, (B(μ)B(e))/(B(μ)B(e)), of ψ and J/ψ in the two channels. The ψ to J/ψ production ratio is almost constant in the covered xF range and shows a slow increase with pT.

Keywords

Monte Carlo Production Cross Section Production Ratio Muon System Double Ratio 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    H. Fritzsch, Phys. Lett. B 67, 217 (1977)CrossRefADSGoogle Scholar
  2. 2.
    R. Baier, R. Rückl, Phys. Lett. B 102, 364 (1981)CrossRefADSGoogle Scholar
  3. 3.
    R. Baier, R. Rückl, Z. Phys. C 19, 251 (1983)CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    E.L. Berger, D.L. Jones, Phys. Rev. D 23, 1521 (1981)CrossRefADSGoogle Scholar
  5. 5.
    G.T. Bodwin, E. Braaten, G.P. Lepage, Phys. Rev. D 51, 1125 (1995)CrossRefADSGoogle Scholar
  6. 6.
    G.T. Bodwin, Phys. Rev. D 55, 5853 (1997)CrossRefADSGoogle Scholar
  7. 7.
    S. Eidelman et al., Phys. Lett. B 592, 1 (2004) and 2005 partial update for edition 2006CrossRefADSGoogle Scholar
  8. 8.
    A.G. Clark et al., Nucl. Phys. B 142, 29 (1978)CrossRefADSGoogle Scholar
  9. 9.
    HERA-B Collaboration, T. Lohse et al., DESY–PRC–94–02 (1994)Google Scholar
  10. 10.
    E. Hartouni et al., HERA-B Design Report, DESY–PRC–95–01 (1995)Google Scholar
  11. 11.
    K. Ehret et al., Nucl. Instrum. Methods A 446, 190 (2000)CrossRefADSGoogle Scholar
  12. 12.
    C. Bauer et al., Nucl. Instrum. Methods A 501, 39 (2003)CrossRefADSGoogle Scholar
  13. 13.
    T. Zeuner et al., Nucl. Instrum. Methods A 446, 324 (2000)CrossRefADSGoogle Scholar
  14. 14.
    H. Albrecht et al., Nucl. Instrum. Methods A 541, 610 (2005)CrossRefADSGoogle Scholar
  15. 15.
    H. Albrecht et al., Nucl. Instrum. Methods A 555, 310 (2005)ADSGoogle Scholar
  16. 16.
    I. Ariño et al., Nucl. Instrum. Methods A 453, 289 (2000)CrossRefADSGoogle Scholar
  17. 17.
    A. Zoccoli et al., Nucl. Instrum. Methods A 446, 246 (2000)CrossRefADSGoogle Scholar
  18. 18.
    M. Buchler et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. 46, 126 (1999)CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    M. Arefiev et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. 48, 1059 (2001)CrossRefGoogle Scholar
  20. 20.
    T. Sjöstrand, Comput. Phys. Commun. 82, 74 (1994)CrossRefADSGoogle Scholar
  21. 21.
    H. Pi, Comput. Phys. Commun. 82, 173 (1992)CrossRefADSGoogle Scholar
  22. 22.
    A. Zoccoli, Eur. Phys. J. C 43, 179 (2005), Proc. of the International Conference on Hard and Electromagnetic Probes of High Energy Collisions, Ericeira, Portugal, November 4–10, 2004CrossRefADSGoogle Scholar
  23. 23.
    R. Brun et al., GEANT3, Internal Report CERN DD/EE/ 84-1, CERN (1987)Google Scholar
  24. 24.
    S. Nowak, HBGEAN, A description of HERA-B GEANT, HERA-B note 94-123 (1994)Google Scholar
  25. 25.
    A. Spiridonov, Bremsstrahlung in Leptonic Onia Decays: Effects on Mass Spectra, DESY 04-105, hep-ex/0510076 (2004)Google Scholar
  26. 26.
    M. Beneke, I.Z. Rothstein, Phys. Rev. D 54, 2005 (1996)CrossRefADSGoogle Scholar
  27. 27.
    A. Gribushin et al., Phys. Rev. D 62, 012001 (2001)CrossRefADSGoogle Scholar
  28. 28.
    T.H. Chang et al., Phys. Rev. Lett. 91, 211801 (2001)CrossRefADSGoogle Scholar
  29. 29.
    T.H. Chang, Ph.D. Thesis, New Mexico State University, hep-ex/0012034 (1999)Google Scholar
  30. 30.
    J.G. Heinrich et al., Phys. Rev. D 44, 1909 (1991)CrossRefADSGoogle Scholar
  31. 31.
    CDF Collaboration, T. Affolder et al., Phys. Rev. Lett. 85, 2886 (2000)CrossRefADSGoogle Scholar
  32. 32.
    N. Brambilla et al., Heavy Quarkonium Physics, Published as CERN Yellow Report, CERN-2005-005 (2005), Geneva, CERN, hep-ph/0412158Google Scholar
  33. 33.
    T. Alexopoulos et al., Phys. Rev. D 55, 3927 (1997)CrossRefADSGoogle Scholar
  34. 34.
    T. Alexopoulos et al., Phys. Lett. B 374, 271 (1996)CrossRefADSGoogle Scholar
  35. 35.
    L. Antoniazzi et al., Phys. Rev. D 46, 4828 (1992)CrossRefADSGoogle Scholar
  36. 36.
    NA50 Collaboration, B. Alessandro et al., Eur. Phys. J. C 33, 31 (2004)CrossRefGoogle Scholar
  37. 37.
    M.H. Schub et al., Phys. Rev. D 52, 1307 (1995)CrossRefADSGoogle Scholar
  38. 38.
    R. Gavai et al., Int. J. Mod. Phys. A 10, 3043 (1995)CrossRefADSGoogle Scholar
  39. 39.
    R. Vogt, Phys. Rev. C 61, 035203 (2000)CrossRefADSGoogle Scholar
  40. 40.
    M.J. Leitch et al., Phys. Rev. Lett. 84, 3256 (2000)CrossRefADSGoogle Scholar
  41. 41.
    R. Vogt, Nucl. Phys. A 700, 539 (2002)CrossRefADSGoogle Scholar
  42. 42.
    D. Kharzeev, H. Satz, Phys. Lett. B 366, 316 (1996)CrossRefADSGoogle Scholar
  43. 43.
    M. Beneke et al., Phys. Rev. D 57, 4258 (1998)CrossRefADSGoogle Scholar
  44. 44.
    E. Braaten et al., Phys. Rev. D 62, 094005 (2000)CrossRefADSGoogle Scholar
  45. 45.
    C. Akerlof et al., Phys. Rev. D 48, 5067 (1993)CrossRefADSGoogle Scholar
  46. 46.
    A. Gribushin et al., Phys. Rev. D 53, 4723 (1996)CrossRefADSGoogle Scholar
  47. 47.
    NA38 Collaboration, M.C. Abreu et al., Phys. Lett. B 466, 408 (1999)CrossRefADSGoogle Scholar
  48. 48.
    NA51 Collaboration, M.C. Abreu et al., Phys. Lett. B 438, 35 (1998)CrossRefADSGoogle Scholar
  49. 49.
    C. Lourenço, Ph.D. Thesis, Universidade Tećnica de Lisboa (1995)Google Scholar
  50. 50.
    E288 Collaboration, H.D. Snyder et al., Phys. Rev. Lett. 36, 1415 (1976)CrossRefADSGoogle Scholar
  51. 51.
    E331 Collaboration, J.G. Branson et al., Phys. Rev. Lett. 38, 1331 (1977)CrossRefADSGoogle Scholar
  52. 52.
    E444 Collaboration, K.J. Anderson et al., Phys. Rev. Lett. 42, 944 (1979)CrossRefADSGoogle Scholar
  53. 53.
    F. Maltoni et al., Phys. Lett. B 638, 202 (2006)CrossRefADSGoogle Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2006

Authors and Affiliations

  • I. Abt
    • 23
  • M. Adams
    • 10
  • M. Agari
    • 13
  • H. Albrecht
    • 12
  • A. Aleksandrov
    • 29
  • V. Amaral
    • 8
  • A. Amorim
    • 8
  • S.J. Aplin
    • 12
  • V. Aushev
    • 16
  • Y. Bagaturia
    • 12
    • 36
  • V. Balagura
    • 22
  • M. Bargiotti
    • 6
  • O. Barsukova
    • 11
  • J. Bastos
    • 8
  • J. Batista
    • 8
  • C. Bauer
    • 13
  • T.S. Bauer
    • 1
  • A. Belkov
    • 11
  • A. Belkov
    • 11
  • I. Belotelov
    • 11
  • A. Bertin
    • 6
  • B. Bobchenko
    • 22
  • M. Böcker
    • 26
  • A. Bogatyrev
    • 22
  • G. Bohm
    • 29
  • M. Bräuer
    • 13
  • M. Bruinsma
    • 28
    • 1
  • M. Bruschi
    • 6
  • P. Buchholz
    • 26
  • T. Buran
    • 24
  • J. Carvalho
    • 8
  • P. Conde
    • 2
    • 12
  • C. Cruse
    • 10
  • M. Dam
    • 9
  • K.M. Danielsen
    • 24
  • M. Danilov
    • 22
  • S. De Castro
    • 6
  • H. Deppe
    • 14
  • X. Dong
    • 3
  • H.B. Dreis
    • 14
  • V. Egorytchev
    • 12
  • K. Ehret
    • 10
  • F. Eisele
    • 14
  • D. Emeliyanov
    • 12
  • S. Essenov
    • 22
  • L. Fabbri
    • 6
  • P. Faccioli
    • 6
  • M. Feuerstack-Raible
    • 14
  • J. Flammer
    • 12
  • B. Fominykh
    • 22
  • M. Funcke
    • 10
  • L. Garrido
    • 2
  • A. Gellrich
    • 29
  • B. Giacobbe
    • 6
  • J. Gläß
    • 20
  • D. Goloubkov
    • 12
    • 33
  • Y. Golubkov
    • 12
    • 34
  • A. Golutvin
    • 22
  • I. Golutvin
    • 11
  • I. Gorbounov
    • 12
    • 26
  • A. Gorišek
    • 17
  • O. Gouchtchine
    • 22
  • D.C. Goulart
    • 7
  • S. Gradl
    • 14
  • W. Gradl
    • 14
  • F. Grimaldi
    • 6
  • J. Groth-Jensen
    • 9
  • Y. Guilitsky
    • 22
    • 35
  • J.D. Hansen
    • 9
  • J.M. Hernández
    • 29
  • W. Hofmann
    • 13
  • M. Hohlmann
    • 12
  • T. Hott
    • 14
  • W. Hulsbergen
    • 1
  • U. Husemann
    • 26
  • O. Igonkina
    • 22
  • M. Ispiryan
    • 15
  • T. Jagla
    • 13
  • C. Jiang
    • 3
  • H. Kapitza
    • 12
  • S. Karabekyan
    • 25
  • N. Karpenko
    • 11
  • S. Keller
    • 26
  • J. Kessler
    • 14
  • F. Khasanov
    • 22
  • Y. Kiryushin
    • 11
  • I. Kisel
    • 23
  • E. Klinkby
    • 9
  • K.T. Knöpfle
    • 13
  • H. Kolanoski
    • 5
  • S. Korpar
    • 21
    • 17
  • C. Krauss
    • 14
  • P. Kreuzer
    • 12
    • 19
  • P. Križan
    • 18
    • 17
  • D. Krücker
    • 5
  • S. Kupper
    • 17
  • T. Kvaratskheliia
    • 22
  • A. Lanyov
    • 11
  • K. Lau
    • 15
  • B. Lewendel
    • 12
  • T. Lohse
    • 5
  • B. Lomonosov
    • 12
    • 32
  • R. Männer
    • 20
  • R. Mankel
    • 29
  • S. Masciocchi
    • 12
  • I. Massa
    • 6
  • I. Matchikhilian
    • 22
  • G. Medin
    • 5
  • M. Medinnis
    • 12
  • M. Mevius
    • 12
  • A. Michetti
    • 12
  • Y. Mikhailov
    • 22
    • 35
  • R. Mizuk
    • 22
  • R. Muresan
    • 9
  • M. zur Nedden
    • 5
  • M. Negodaev
    • 12
    • 32
  • M. Nörenberg
    • 12
  • S. Nowak
    • 29
  • M.T. Núñez Pardo de Vera
    • 12
  • M. Ouchrif
    • 28
    • 1
  • F. Ould-Saada
    • 24
  • C. Padilla
    • 12
  • D. Peralta
    • 2
  • R. Pernack
    • 25
  • R. Pestotnik
    • 17
  • B.AA. Petersen
    • 9
  • M. Piccinini
    • 6
  • M.A. Pleier
    • 13
  • M. Poli
    • 6
    • 31
  • V. Popov
    • 22
  • D. Pose
    • 11
    • 14
  • S. Prystupa
    • 16
  • V. Pugatch
    • 16
  • Y. Pylypchenko
    • 24
  • J. Pyrlik
    • 15
  • K. Reeves
    • 13
  • D. Reßing
    • 12
  • H. Rick
    • 14
  • I. Riu
    • 12
  • P. Robmann
    • 30
  • I. Rostovtseva
    • 22
  • V. Rybnikov
    • 12
  • F. Sánchez
    • 13
  • A. Sbrizzi
    • 1
  • M. Schmelling
    • 13
  • B. Schmidt
    • 12
  • A. Schreiner
    • 29
  • H. Schröder
    • 25
  • U. Schwanke
    • 29
  • A.J. Schwartz
    • 7
  • A.S. Schwarz
    • 12
  • B. Schwenninger
    • 10
  • B. Schwingenheuer
    • 13
  • F. Sciacca
    • 13
  • N. Semprini-Cesari
    • 6
  • S. Shuvalov
    • 22
    • 5
  • L. Silva
    • 8
  • L. Sözüer
    • 12
  • S. Solunin
    • 11
  • A. Somov
    • 12
  • S. Somov
    • 12
    • 33
  • J. Spengler
    • 12
  • R. Spighi
    • 6
  • A. Spiridonov
    • 29
    • 22
    Email author
  • A. Stanovnik
    • 18
    • 17
  • M. Starič
    • 17
  • C. Stegmann
    • 5
  • H.S. Subramania
    • 15
  • M. Symalla
    • 12
    • 10
  • I. Tikhomirov
    • 22
  • M. Titov
    • 22
  • I. Tsakov
    • 27
  • U. Uwer
    • 14
  • C. van Eldik
    • 12
    • 10
  • Yu. Vassiliev
    • 16
  • M. Villa
    • 6
  • A. Vitale
    • 6
  • I. Vukotic
    • 5
    • 29
  • H. Wahlberg
    • 28
  • A.H. Walenta
    • 26
  • M. Walter
    • 29
  • J.J. Wang
    • 4
  • D. Wegener
    • 10
  • U. Werthenbach
    • 26
  • H. Wolters
    • 8
  • R. Wurth
    • 12
  • A. Wurz
    • 20
  • Y. Zaitsev
    • 22
  • M. Zavertyaev
    • 12
    • 13
    • 32
  • T. Zeuner
    • 12
    • 26
  • A. Zhelezov
    • 22
  • Z. Zheng
    • 3
  • R. Zimmermann
    • 25
  • T. Živko
    • 17
  • A. Zoccoli
    • 6
  • The HERA-B Collaboration
  1. 1.NIKHEFAmsterdamNetherlands
  2. 2.Department ECM, Faculty of PhysicsUniversity of BarcelonaBarcelonaSpain
  3. 3.Institute for High Energy PhysicsBeijingP.R. China
  4. 4.Institute of Engineering PhysicsTsinghua UniversityBeijingP.R. China
  5. 5.Institut für PhysikHumboldt-Universität zu BerlinBerlinGermany
  6. 6.Dipartimento di FisicaUniversità di Bologna and INFN Sezione di BolognaBolognaItaly
  7. 7.Department of PhysicsUniversity of CincinnatiCincinnatiUSA
  8. 8.LIP CoimbraCoimbraPortugal
  9. 9.Niels Bohr InstitutetCopenhagenDenmark
  10. 10.Institut für PhysikUniversität DortmundDortmundGermany
  11. 11.Joint Institute for Nuclear Research DubnaDubnaRussia
  12. 12.DESYHamburgGermany
  13. 13.Max-Planck-Institut für KernphysikHeidelbergGermany
  14. 14.Physikalisches InstitutUniversität HeidelbergHeidelbergGermany
  15. 15.Department of PhysicsUniversity of HoustonHoustonUSA
  16. 16.Institute for Nuclear ResearchUkrainian Academy of ScienceKievUkraine
  17. 17.J. Stefan InstituteLjubljanaSlovenia
  18. 18.University of LjubljanaLjubljanaSlovenia
  19. 19.University of CaliforniaLos AngelesUSA
  20. 20.Lehrstuhl für Informatik VUniversität MannheimMannheimGermany
  21. 21.University of MariborMariborSlovenia
  22. 22.Institute of Theoretical and Experimental PhysicsMoscowRussia
  23. 23.Max-Planck-Institut für PhysikWerner-Heisenberg-InstitutMünchenGermany
  24. 24.Dept. of PhysicsUniversity of OsloOsloNorway
  25. 25.Fachbereich PhysikUniversität RostockRostockGermany
  26. 26.Fachbereich PhysikUniversität SiegenSiegenGermany
  27. 27.Institute for Nuclear ResearchINRNE-BASSofiaBulgaria
  28. 28.Universiteit Utrecht/NIKHEFUtrechtThe Netherlands
  29. 29.DESYZeuthenGermany
  30. 30.Physik-InstitutUniversität ZürichZürichSwitzerland
  31. 31.Dipartimento di EnergeticaUniversità di Firenze and INFN Sezione di BolognaBolognaItaly
  32. 32.P.N. Lebedev Physical InstituteMoscow B-333Russia
  33. 33.Moscow Physical Engineering InstituteMoscowRussia
  34. 34.Moscow State UniversityMoscowRussia
  35. 35.Institute for High Energy PhysicsProtvinoRussia
  36. 36.High Energy Physics InstituteTbilisiGeorgia

Personalised recommendations