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arXiv 2308.04877hep-exnucl-ex
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质心能量 $\sqrt{s} = 13$ TeV 的 pp 碰撞中中心快度处的粲强子产生与碎裂分数

Charm production and fragmentation fractions at midrapidity in pp collisions at $\sqrt{s} = 13$ TeV

ALICE Collaboration

备注：
47 pages, 13 captioned figures, 7 tables, authors from page 42, published version, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/9560
发表信息：
JHEP 12 (2023) 086
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AI总结：

本文利用 ALICE 探测器测量了 13 TeV pp 碰撞中中心快度下多种粲强子的产生截面，首次包含 $\Xi_c^+$ 确定了粲夸克碎裂分数与 $c\bar{c}$ 产生截面，发现重子化比例显著高于轻子碰撞且截面处于微扰 QCD 计算上限。

摘要：

本文展示了使用 ALICE 探测器在 $\sqrt{s}=13$ TeV 质子-质子碰撞中，中心快度处产生的瞬发 ${\rm D^0}$、${\rm D^+}$、${\rm D^{\ast +}}$、${\rm D_s^+}$、${\rm Λ_{c}^{+}}$ 和 ${\rm Ξ_{c}^{+}}$ 粲强子产生截面的测量结果。提供了具有更高精度和更细颗粒度的作为横动量（$p_{\rm T}$）函数的 D 介子截面。基于本文及不同快度和碰撞能量下的测量结果，$p_{\rm T}$ 微分介子产生截面的比值为 Bjorken-$x$ 低值（$10^{-5}-10^{-4}$）下的胶子部分子分布函数提供了约束。${\rm Λ_{c}^{+}}$（${\rm Ξ_{c}^{+}}$）重子的测量将测量的 $p_{\rm T}$ 区间分别向下扩展至 $p_{\rm T}=0(3)$ GeV$/c$。这些测量被用于确定粲夸克碎裂分数和中心快度（$|y|<0.5$）处的 ${\rm c\overline{c}}$ 产生截面，该确定基于弱衰变基态粲强子 ${\rm D^0}$、${\rm D^+}$、${\rm D_s^+}$、${\rm Λ_{c}^{+}}$、${\rm Ξ_{c}^{0}}$ 以及首次包含的 ${\rm Ξ_{c}^{+}}$，加上强衰变 J/$psi$ 介子的截面之和。本文还首次报告了中心快度处 ${\rm Ξ_{c}^{+}}$ 和 ${\rm Σ_{c}^{0,++}}$ 的碎裂分数测量结果。研究发现，与 e$^+$e$^- 和 ep 碰撞相比，粲夸克强子化为重子的比例显著更大。中心快度处的 ${\rm c\overline{c}}$ 产生截面被发现处于最先进微扰 QCD 计算的上限。

英文摘要：

Measurements of the production cross sections of prompt ${\rm D^0}$, ${\rm D^+}$, ${\rm D^{\ast +}}$, ${\rm D_s^+}$, ${\rm Λ_{c}^{+}}$, and ${\rm Ξ_{c}^{+}}$ charm hadrons at midrapidity in proton$-$proton collisions at $\sqrt{s}=13$ TeV with the ALICE detector are presented. The D-meson cross sections as a function of transverse momentum ($p_{\rm T}$) are provided with improved precision and granularity. The ratios of $p_{\rm T}$-differential meson production cross sections based on this publication and on measurements at different rapidity and collision energy provide a constraint on gluon parton distribution functions at low values of Bjorken-$x$ ($10^{-5}-10^{-4}$). The measurements of ${\rm Λ_{c}^{+}}$ (${\rm Ξ_{c}^{+}}$) baryon production extend the measured $p_{\rm T}$ intervals down to $p_{\rm T}=0(3)$~GeV$/c$. These measurements are used to determine the charm-quark fragmentation fractions and the ${\rm c\overline{c}}$ production cross section at midrapidity ($|y|<0.5$) based on the sum of the cross sections of the weakly-decaying ground-state charm hadrons ${\rm D^0}$, ${\rm D^+}$, ${\rm D_s^+}$, ${\rm Λ_{c}^{+}}$, ${\rm Ξ_{c}^{0}}$ and, for the first time, ${\rm Ξ_{c}^{+}}$, and of the strongly-decaying J/$psi$ mesons. The first measurements of ${\rm Ξ_{c}^{+}}$ and ${\rm Σ_{c}^{0,++}}$ fragmentation fractions at midrapidity are also reported. A significantly larger fraction of charm quarks hadronising to baryons is found compared to e$^+$e$^-$ and ep collisions. The ${\rm c\overline{c}}$ production cross section at midrapidity is found to be at the upper bound of state-of-the-art perturbative QCD calculations.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

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