Observation of a Λ b 0 $$ {\varLambda}_b^0 $$ − Λ ¯ b 0 $$ {\overline{\varLambda}}_b^0 $$ production asymmetry in proton-proton collisions at s $$ \sqrt{s} $$ = 7 and 8 TeV

Aaij R., Abdelmotteleb A. S. W.,Abellán Beteta C., Ackernley T.,Adeva B.,Adinolfi M., Afsharnia H., Aidala C. A., Aiola S., Ajaltouni Z., Akar S.,Albrecht J., Alessio F., Alexander M.,Alfonso Albero A., Aliouche Z., Alkhazov G., Alvarez Cartelle P.,Amato S., Amey J. L., Amhis Y., An L.,Anderlini L.,Andreianov A., Andreotti M., Archilli F., Artamonov A., Artuso M., Arzymatov K., Aslanides E., Atzeni M., Audurier B.,Bachmann S., Bachmayer M.,Back J. J.,Baladron Rodriguez P.,Balagura V., Baldini W.,Baptista Leite J., Barlow R. J., Barsuk S., Barter W., Università di Genova, Baryshnikov F., Basels J. M.,Bashir S., Bassi G., Batsukh B., Battig A., Bay A.,Beck A., Becker M., Bedeschi F., Bediaga I., Beiter A., Belavin V., Belin S., Bellee V., Belous K., Belov I., Belyaev I., Bencivenni G., Ben-Haim E.,Berezhnoy A., Bernet R., Berninghoff D., Bernstein H. C., Bertella C., Bertolin A., Betancourt C., Betti F.,Bezshyiko Ia.,Bhasin S., Bhom J., Bian L., Bieker M. 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Journal of High Energy Physics（2021）

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摘要

This article presents differential measurements of the asymmetry between $$ {\varLambda}_b^0 $$ and $$ {\overline{\varLambda}}_b^0 $$ baryon production rates in proton-proton collisions at centre-of-mass energies of $$ \sqrt{s} $$ = 7 and 8 TeV collected with the LHCb experiment, corresponding to an integrated luminosity of 3 fb−1. The $$ {\varLambda}_b^0 $$ baryons are reconstructed through the inclusive semileptonic decay $$ {\varLambda}_b^0 $$ → $$ {\varLambda}_c^{+} $$ μ− $$ \overline{\nu} $$ μX. The production asymmetry is measured both in intervals of rapidity in the range 2.15 < y < 4.10 and transverse momentum in 2 < pT < 27 GeV/c. The results are found to be incompatible with symmetric production with a significance of 5.8 standard deviations for both $$ \sqrt{s} $$ = 7 and 8 TeV data, assuming no CP violation in the decay. There is evidence for a trend as a function of rapidity with a significance of 4 standard deviations. Comparisons to predictions from hadronisation models in Pythia and heavy-quark recombination are provided. This result constitutes the first observation of a particle-antiparticle asymmetry in b-hadron production at LHC energies.

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关键词

Hadron-Hadron scattering (experiments), Heavy quark production, proton-proton scattering, Hard scattering, B physics

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