Measurement of theJ/ψmeson andb-hadron production cross sections inpp¯collisions ats=1960 GeV

Authors: D. Acosta, J. Adelman, A. A. Affolder, T. Akimoto, M. G. Albrow, D. Ambrose, S. Amerio, D. Amidei, A. Anastassov, K. Anikeev, A. Annovi, J. Antoš, M. Aoki, G. Apollinari, T. Arisawa, J-F. Arguin, A. Artikov, W. Ashmanskas, A. Attal, F. Azfar, P. Azzi, N. Bacchetta, H. Bachacou, W. Badgett, A. Barbaro‐Galtieri, Gareth J. Barker, V. E. Barnes, B. A. Barnett, S. Baroiant, M. Barone, G. Bauer, F. Bedeschi, S. Behari, S. Belforte, G. Bellettini, J. Bellinger, E. Ben-Haim, D. Benjamin, A. Beretvas, A. Bhatti, M. Binkley, D. Bisello, M. Bishai, R. E. Blair, C. Blocker, K. Bloom, B. Blumenfeld, A. Bocci, A. Bodek, G. Bolla, A. Bolshov, P.S.L. Booth, D. Bortoletto, J. Boudreau, S. Bourov, B. Brau, C. Bromberg, E. Brubaker, J. Budagov, H. S. Budd, K. Burkett, G. Busetto, P. Bussey, K. L. Byrum, S. Cabrera, M. Campanelli, M. Campbell, A. Canepa, M. Casarsa, D. Carlsmith, S. Carron, R. Carosi, F. Šforza, A. Castro, P. Catastini, D. Cauz, A. Cerri, A. Cerri, J. Chapman, C. Chen, Y. C. Chen, M. Chertok, G. Chiarelli, G. Chlachidze, F. Chlebana, I. Cho, K. Cho, D. Chokheli, J. P. Chou, M. L. Chu, S. Chuang, J. Y. Chung, W-H. Chung, Y. S. Chung, C. I. Ciobanu, M. A. Ciocci, A. Clark, D. Clark, M. Coca, A. Connolly, M. E. Convery, J. Conway, B. D. Cooper, M. Cordelli, G. Cortiana, J. Cranshaw, J. Cuevas, R. Culbertson, C. Currat, D. Cyr, D. Dagenhart, S. Da Ronco, S. D’Auria, P. de Barbaro, S. De Cecco, G. De Lentdecker, S. Dell’Agnello, M. Dell’Orso, S. Demers, L. Demortier, M. Deninno, D. De Pedis, P. F. Derwent, C. Dionisi, J. Dittmann, C. Dörr, P. Doksus, A. Dominguez, S. Donati, M. Donegà, J. Donini, M. D’Onofrio, T. Dorigo, V. Drollinger, K. Ebina, N. Eddy, J. Ehlers, R. Ely, R. Erbacher, M. Erdmann, D. Errede, S. Errede, R. Eusebi, H-C. Fang, S. M. Farrington, I. Fedorko, W. Fedorko, R. G. Feild, M. Feindt, J. P. Fernández, C. Ferretti, R. D. Field, G. Flanagan, B. Flaugher, L. R. Flores Castillo, A. Foland, S. Forrester, G. W. Foster, M. Franklin, J. Freeman, Y. Fujii, I. Furic, A. Gajjar, A. Gallas, J. Galyardt, M. Gallinaro, M. Garcia-Sciveres, A. F. Garfinkel, C. Gay, H. Gerberich, D. W. Gerdes, E. Gerchtein, S. Giagu, P. Giannetti, S. M. Gibson, K. Gibson, C. M. Ginsburg, K. Giolo, M. P. Giordani, M. Giunta, G. Giurgiu, V. Glagolev, D. Glenzinskí, M. Gold, N. Goldschmidt, D. Goldstein, J. Goldstein, G. Gómez, G. Gomez Ceballos, M. Goncharov, O. González, I. Gorelov, A. T. Goshaw, Y. Gotra, K. Goulianos, A. Gresele, M. Griffiths, C. Grosso-Pilcher, U. Grundler, M. Guenther, J. Guimarães da Costa, C. Haber, K. A. Hahn, S. R. Hahn, E. Halkiadakis, A. Hamilton, B-Y. Han, R. Handler, F. Happacher, K. Hara, M. Hare, R. Harr, R. M. Harris, F. Hartmann, K. Hatakeyama, J. Hauser, C. P. Hays, H. S. Hayward, E. Heider, B. Heinemann, J. J. Heinrich, M. Hennecke, M. Herndon, C. Hill, D. Hirschbuehl, A. Höcker, K. D. Hoffman, A. Holloway, S. Hou, M. Houlden, T. B. Huffman, Y. Huang, R. E. Hughes, J. Huston, K. Ikado, J. Incandela, G. Introzzi, M. Iori, Y. Ishizawa, Ç. İşsever, A. Ivanov, Y. Iwata, B. Iyutin, E. James, D. Jang, J. Jarrell, D. Jeans, H. Jensen, E. J. Jeon, M. Jones, K. K. Joo, S. Y. Jun, T. R. Junk, T. Kamon, J. S. Kang, M. Karagoz Unel, P. E. Karchin, S. Kartal, Y. Kato, Y. Kemp, R. Kephart, U. Kerzel, V. Khotilovich, B. Kilminster, D. H. Kim, H. S. Kim, J. E. Kim, M. J. Kim, M. S. Kim, S. B. Kim, S. H. Kim, T. H. Kim, Y. K. Kim, B. T. King, M. Kirby, L. Kirsch, S. Klimenko, B. Knuteson, B. R. Ko, H. Kobayashi, P. Koehn, D. J. Kong, K. Kondo, J. Konigsberg, K. Kordas, A. Korn, A. Korytov, K. Kotelnikov, A. V. Kotwal, A. Kovalev, J. Kraus, Ilya Kravchenko, A. Kreymer, J. Kroll, M. Kruse, V. Krutelyov, S. E. Kuhlmann, S. Kwang, A. T. Laasanen, S. Lai, S. Lami, S. Lammel, M. Lancaster, M. Lancaster, R. L. Lander, K. Lannon, A. Lath, G. Latino, R. Lauhakangas, I. Lazzizzera, Y. Le, C. Lecci, T. LeCompte, J. Lee, J. Lee, S. W. Lee, R. Lefèvre, N. Leonardo, S. Leone, S. Levy, J. D. Lewis, K. Li, C. Lin, C. Lin, M. Lindgren, T. M. Liss, A. Lister, D. O. Litvintsev, T. Liu, Y. Liu, N. S. Lockyer, A. Loginov, M. Loreti, P. Loverre, R-S. Lu, D. Lucchesi, P. Lujan, P. Lukens, G. Lungu, L. Lyons, J. Lys, R. Lysák, D. MacQueen, R. Madrak, K. Maeshima, P. Maksimovic, L. Malferrari, G. Manca, R. Marginean, C. P. Marino, A. D. Martin, M. Martín, V. Martin, M. Martı́nez, T. Maruyama, H. Matsunaga, M. E. Mattson, P. Mazzanti, K. S. McFarland, D. McGivern, P. McIntyre, Peter McNamara, R. NcNulty, A. Mehta, S. Menzemer, A. Menzione, P. Merkel, C. Mesropian, A. Messina, T. Miao, N. Miladinovic, Laura Stephanie Miller, R. Miller, J. Miller, R. Miquel, S. Miscetti, G. Mitselmakher, A. Miyamoto, Y. Miyazaki, N. Moggi, B. Mohr, R. W. Moore, M. J. Morello, P. A. Movilla Fernández, A. Mukherjee, M. Mulhearn, T. Müller, R. Mumford, A. Munar, P. Murat, J. Nachtman, S. Nahn, I. Nakamura, I. Nakano, A. Napier, R. Napora, D. Naumov, V. Necula, F. Niell, J. Nielsen, Charles A. Nelson, T. Nelson, C. Neu, M. S. Neubauer, C. Newman-Holmes, T. Nigmanov, L. Nodulman, O. Norniella, K. Oesterberg, Takashi Ogawa, S. H. Oh, Y. D. Oh, T. Ohsugi, T. Okusawa, R. Oldeman, R. Orava, W. Orejudos, C. Pagliarone, E. Palencia, R. Paoletti, V. Papadimitriou, S. Pashapour, J. Patrick, G. Pauletta, M. Paulini, T. Pauly, C. Paus, D. Pellett, A. Penzo, T. J. Phillips, G. Piacentino, J. Piedra, K. Pitts, C. Plager, A. Pompoš, L. Pondrom, G. Pope, X. Portell, O. Poukhov, F. Prakoshyn, T. Pratt, A. Pronko, J. Proudfoot, F. Ptohos, G. Punzi, J. Rademacker, M.A. Rahaman, A. Rakitine, S. Rappoccio, F. Ratnikov, H. Ray, B. Reisert, V. Rekovic, P. Renton, M. Rescigno, F. Rimondi, K. Rinnert, L. Ristori, W. J. Robertson, A. Robson, T. Rodrigo, S. Rolli, L. Rosenson, R. Roser, R. Rossin, C. Rott, J. Russ, V. Rusu, A. Ruiz-Jimeno, D. Ryan, H. Saarikko, S. Sabik, A. Safonov, R. St. Denis, W. K. Sakumoto, G. Salamanna, D. Saltzberg, C. Sánchez, A. Sansoni, L. Santi, S. Sarkar, K. Satô, P. Savard, A. Savoy-Navarro, P. Schlabach, E. E. Schmidt, M. P. Schmidt, Michael Henry Schmitt, L. Scodellaro, A. Scribano, F. Scuri, A. Sedov, S. C. Seidel, Y. Seiya, F. Semeria, L. Sexton-Kennedy, I. Sfiligoi, M. Shapiro, T. Shears, P. F. Shepard, D. Sherman, M. Shimojima, M. J. Shochet, Y. Shon, I. Shreyber, A. Sidoti, J. Siegrist, M. Siket, A. Sill, P. Sinervo, A. N. Sisakyan, A. Skiba, A. J. Slaughter, K. Śliwa, D. Smirnov, J. R. Smith, F. D. Snider, R. Snihur, A. Soha, S. Somalwar, J. Spalding, M. Spezziga, L. Spiegel, F. Spinella, M. Spiropulu, P. Squillacioti, H. Stadie, B. Stelzer, O. Stelzer-Chilton, J. Strologas, D. Stuart, A. Sukhanov, K. Sumorok, H. Sun, T. Suzuki, A. Taffard, R. Tafirout, S. Takach, Hideaki Takano, R. Takashima, Y. Takeuchi, K. Takikawa, M. Tanaka, R. Tanaka, N. Tanimoto, S. Tapprogge, M. Tecchio, P. K. Teng, K. Terashi, R. J. Tesarek, S. Tether, J. Thom, A. S. Thompson, E. Thomson, P. Tipton, V. Tiwari, S. Tkaczyk, D. Toback, K. Tollefson, T. Tomura, D. Tonelli, M. Tönnesmann, S. Torre, D. Torretta, S. Tourneur, W. Trischuk, J. Tseng, R. Tsuchiya, S. Tsuno, D. Tsybychev, N. Turini, M. Turner, F. Ukegawa, T. Unverhau, S. Uozumi, D. Usynin, L. Vacavant, A. Vaiciulis, A. Varganov, E. Vataga, S. Vejcik, G. Velev, V. Veszprémi, G. Veramendi, T. Vickey, R. Vidal, I. Vila, R. Vilar, I. Vollrath, I. Volobouev, M. von der Mey, P. Wagner, R. G. Wagner, R. L. Wagner, W. Wagner, R. Wallny, T. Walter, T. Yamashita, K. Yamamoto, Z. Wan, M. J. Wang, S. M. Wang, A. Warburton, B. F. L. Ward, S. Waschke, D. Waters, T. Watts, M. Weber, W. C. Wester, B. Whitehouse, A. B. Wicklund, E. Wicklund, H. H. Williams, P. Wilson, B. L. Winer, P. Wittich, S. Wolbers, C. Wolfe, M. W. Wolter, M. Worcester, S. D. Worm, T. Wright, X. Wu, F. Würthwein, A. Wyatt, A. Yagil, C. Yang, U. K. Yang, W. Yao, G. P. Yeh, K. Yi, J. Yoh, P. Yoon, K. Yorita, T. Yoshida, I. Yu, S. S. Yu, Z. Yu, J. C. Yun, L. Zanello, A. Zanetti, I. Zaw, F. Zetti, J. Zhou, A. Zsenei, S. Zucchelli - Physical review. D. Particles, fields, gravitation, and cosmology/Physical review. D, Particles, fields, gravitation, and cosmology 2005 cited by 706

We present a new measurement of the inclusive and differential production cross sections of $J/\ensuremath{\psi}$ mesons and $b$ hadrons in proton-antiproton collisions at $\sqrt{s}=1960\text{ }\text{ }\mathrm{G}\mathrm{e}\mathrm{V}$. The data correspond to an integrated luminosity of $39.7\text{ }\text{ }{\mathrm{p}\mathrm{b}}^{\ensuremath{-}1}$ collected by the CDF run II detector. We find the integrated cross section for inclusive $J/\ensuremath{\psi}$ production for all transverse momenta from 0 to $20\text{ }\text{ }\mathrm{G}\mathrm{e}\mathrm{V}/c$ in the rapidity range $|y|<0.6$ to be $4.08\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.02(\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{t}{)}_{\ensuremath{-}0.33}^{+0.36}(\mathrm{s}\mathrm{y}\mathrm{s}\mathrm{t})\text{ }\text{ }\ensuremath{\mu}\mathrm{b}$. We separate the fraction of $J/\ensuremath{\psi}$ events from the decay of the long-lived $b$ hadrons using the lifetime distribution in all events with ${p}_{T}(J/\ensuremath{\psi})>1.25\text{ }\text{ }\mathrm{G}\mathrm{e}\mathrm{V}/c$. We find the total cross section for $b$ hadrons, including both hadrons and antihadrons, decaying to $J/\ensuremath{\psi}$ with transverse momenta greater than $1.25\text{ }\text{ }\mathrm{G}\mathrm{e}\mathrm{V}/c$ in the rapidity range $|y(J/\ensuremath{\psi})|<0.6$ is $0.330\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.005(\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{t}{)}_{\ensuremath{-}0.033}^{+0.036}(\mathrm{s}\mathrm{y}\mathrm{s}\mathrm{t})\text{ }\text{ }\ensuremath{\mu}\mathrm{b}$. Using a Monte Carlo simulation of the decay kinematics of $b$ hadrons to all final states containing a $J/\ensuremath{\psi}$, we extract the first measurement of the total single $b$-hadron cross section down to zero transverse momentum at $\sqrt{s}=1960\text{ }\text{ }\mathrm{G}\mathrm{e}\mathrm{V}$. We find the total single $b$-hadron cross section integrated over all transverse momenta for $b$ hadrons in the rapidity range $|y|<0.6$ to be $17.6\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}0.4(\mathrm{s}\mathrm{t}\mathrm{a}\mathrm{t}{)}_{\ensuremath{-}2.3}^{+2.5}(\mathrm{s}\mathrm{y}\mathrm{s}\mathrm{t})\text{ }\text{ }\ensuremath{\mu}\mathrm{b}$.