Measurement of the η c (1S) production cross-section via the decay η c to proton-antiproton final state

Mesure de la section efficace de la production η c (1S) avec la désintegration η c à l'état final proton-antiproton Cette thèse répond une étude de la η c (1S) d'état de charmonium utilisant désintégrations à l'état final proton-antiproton à l'expérience LHCb. La section efficace de production du méson η c dans les interactions parton et dans les désintégrations b-hadrons sont signalés. La production de l'état η c (1S) est mesurée par la désintégration de ppbar avec le détecteur LHCb, en utilisant une luminosité intégrée de 0,7 fb⁻¹ accumulé à 7 TeV l'énergie de centre de masse en 2011, et une luminosité intégrée de 2 fb⁻¹ accumulé à 8 TeV l'énergie de centre de masse en 2012 les mesures sont effectuées en utilisant le J / ψ → ppbar décroissance comme un canal de référence. Haut de centre de masse des énergies disponibles dans les collisions proton-proton au LHC permet modèles décrivant la production de charmonium à tester. Nous distinguons rapidement présenté charmonia de ceux provenant de b-hadron se désintègre. Rapidement produites charmonia comprennent charmonia produit directement dans les interactions parton et ceux provenant de la désintégration de lourdes Etats quarkonium, qui sont à leur tour produit dans les interactions de partons. Production de charmonium invite comprend la production directe de l'interaction de parton et charmonium provenant de désintégrations des etats les plus lourds. Le taux relatif de la production rapide de l'etats η c et J / ψ dans l'acceptation LHCb (gamme de rapidité 2,0 <y <4,5) et pour pT (J/ψ, η c)> 6,5 GeV/c est mesurée pour la première le temps d'être σ (η c) / σ (J / ψ) = 1,74 ± 0,29 ± 0,28 stat syst ± 0,18 B l'énergie de centre de masse 7 TeV, et σ (η c) / σ (J / ψ) = 1,60 ± 0,29 stat ± 0,25 ± 0,17 syst B l'énergie de centre de masse 8 TeV. Utilisation du J / ψ section efficace de production mesurée par LHCb et en supposant qu'aucun J / ψ polarisation, l'absolu η c section efficace de production dans le même régime cinématique est σ η c = 0,52 ± 0,09 ± 0,08 stat syst ± 0,06 σ J / ψ, B l'énergie de centre de masse 7 TeV, et σ η c = 0,59 ± 0,11 stat ± 0,09 ± 0,08 syst σ J / ψ, B l'énergie de centre de masse 8 TeV. La troisième composante d'erreur correspond à l'incertitude de la J / ψ → p et η c → p ramification fractions et la mesure de section eficase J/ψ. Le rapport η c à J/ψ compris fraction de branchement de b-hadron désintégrations est mesuré pour être B (b → η c X) / B (b → J / ψ X) = 0,42 ± 0,06 ± 0,02 stat syst ± 0,05 B. Utilisation de l'J/ψ compris fraction ramification de b-hadron désintégrations mesuré avec le J/ψ →μμ canal de désintégration, l'inclusion η c ramification fraction de b-hadron désintégrations se trouve être B (b → η c X) = (4,9 ± 0,6 ± 0,3 stat syst ± 0,7 B) × 10 ⁻³, où la troisième composante d'erreur correspond à l'incertitude dans les J/ψ → pp et η c → pp ramification fractions (et le J/ψ compris fraction J ramification de b-hadron décroît). La mesure de la fraction η c de branchement inclus rapport de b-hadron se désintègre est la plus précise à ce jour. Utilisation de l'échantillon à faible fond de η c de b-hadron se désintègre, la différence de masse J / ψ et η c, ΔMJ / ψ, η c = 114,7 ± 1,5 ± 0,1 MeV / c², est mesurée. La valeur de la production par rapport compris η c J/ψ est important de faire la distinction entre une grande variété de modèles théoriques. Le η c section est mesurée dans des bacs de dynamique transversale. Il présente un comportement similaire à ceux obtenus dans l'analyse de la production J/ψ, mais avec beaucoup plus importantes incertitudes. Les limites supérieures sur la production de certains autres états charmonium sont adressées.