pp 碰撞中 $\sqrt{s} = 5.02$ TeV 的 inclusive 夸克偶素产生

本文报道了在 LHC 上使用 ALICE 探测器于 $\sqrt{s} = 5.02$ TeV 的 pp 碰撞中测量的若干夸克偶素态——$\mathrm{J}/\psi$、$\psi {\rm (2S)}$、$\Upsilon\rm(1S)$、$\Upsilon\rm(2S)$ 与 $\Upsilon\rm(3S)$ 的 inclusive 产生截面。分析在前向快度（$2.5 < y < 4$）的双缪子衰变道中进行。给出了 $\mathrm{J}/\psi$、$\psi {\rm (2S)}$、$\Upsilon\rm(1S)$ 的积分截面以及横动量（$p_{\rm T}$）与快度（$y$）微分截面，并呈现了 $\psi {\rm (2S)}$-to-$\mathrm{J}/\psi$ 截面比。假设夸克偶素未极化，积分截面为：$\sigma_{\mathrm{J}/\psi}$（$p_{\rm T}<20$ GeV/c）= 5.88 $\pm$ 0.03 $\pm$ 0.34 $\mu$b，$\sigma_{\psi {\rm (2S)}}$（$p_{\rm T}<12$ GeV/c）= 0.87 $\pm$ 0.06 $\pm$ 0.10 $\mu$b，$\sigma_{\Upsilon\rm(1S)}$（$p_{\rm T}<15$ GeV/c）= 45.5 $\pm$ 3.9 $\pm$ 3.5 nb，$\sigma_{\Upsilon\rm(2S)}$（$p_{\rm T}<15$ GeV/c）= 22.4 $\pm$ 3.2 $\pm$ 2.7 nb，以及 $\sigma_{\Upsilon\rm(3S)}$（$p_{\rm T}<15$ GeV/c）= 4.9 $\pm$ 2.2 $\pm$ 1.0 nb，其中第一（第二）个不确定度为统计（系统）不确定度。三个 $\Upsilon$ 态的截面以及 $\psi {\rm (2S)}$ 作为 $p_{\rm T}$ 与 $y$ 函数的截面首次在 $\sqrt{s} = 5.02$ TeV 前向快度下测得。这些测量还将 $\mathrm{J}/\psi$ 的 $p_{\rm T}$ 范围显著扩展并取代先前发表的结果。给出了与 ALICE 在 $\sqrt{s} = 2.76$、7、8 与 13 TeV 的 pp 碰撞测量的比较，并讨论了夸克偶素产生截面的能量依赖关系。最后，将结果与若干产生模型的预言作了比较。