Measurement of beauty-quark production in pp collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV via non-prompt D mesons
Authors:   The ALICE collaboration, Acharya S. , Adamová D. , Agarwal A. , Aglieri Rinella G. , Aglietta L. , Agnello M. , Agrawal N. , Ahammed Z. , Ahmad S. , Ahn S. U. , Ahuja I. , Akindinov A. , Akishina V. , Al-Turany M. , Aleksandrov D. , Alessandro B. , Alfanda H. M. , Alfaro Molina R. , Ali B. , Alici A. , Alizadehvandchali N. , Alkin A. , Alme J. , Alocco G. , Alt T. , Altamura A. R. , Altsybeev I. , Alvarado J. R. , Anaam M. N. , Andrei C. , Andreou N. , Andronic A. , Andronov E. , Anguelov V. , Antinori F. , Antonioli P. , Apadula N. , Aphecetche L. , Appelshäuser H. , Arata C. , Arcelli S. , Aresti M. , Arnaldi R. , Arneiro J. G. M. C. A. , Arsene I. C. , Arslandok M. , Augustinus A. , Averbeck R. , Azmi M. D. , Baba H. , Badalà A. , Bae J. , Baek Y. W. , Bai X. , Bailhache R. , Bailung Y. , Bala R. , Balbino A. , Baldisseri A. , Balis B. , Banerjee D. , Banoo Z. , Barile F. , Barioglio L. , Barlou M. , Barman B. , Barnaföldi G. G. , Barnby L. S. , Barreau E. , Barret V. , Barreto L. , Bartels C. , Barth K. , Bartsch E. , Bastid N. , Basu S. , Batigne G. , Battistini D. , Batyunya B. , Bauri D. , Bazo Alba J. L. , Bearden I. G. , Beattie C. , Becht P. , Behera D. , Belikov I. , Bell Hechavarria A. D. C. , Bellini F. , Bellwied R. , Belokurova S. , Beltran L. G. E. , Beltran Y. A. V. , Bencedi G. , Bensaoula A. , Beole S. , Berdnikov Y. , Berdnikova A. , Bergmann L. , Besoiu M. G. , Betev L. , Bhaduri P. P. , Bhasin A. , Bhat M. A. , Bhattacharjee B. , Bianchi L. , Bianchi N. , Bielčík J. , Bielčíková J. , Bigot A. P. , Bilandzic A. , Biro G. , Biswas S. , Bize N. , Blair J. T. , Blau D. , Blidaru M. B. , Bluhme N. , Blume C. , Boca G. , Bock F. , Bodova T. , Bok J. , Boldizsár L. , Bombara M. , Bond P. M. , Bonomi G. , Borel H. , Borissov A. , Borquez Carcamo A. G. , Bossi H. , Botta E. , Bouziani Y. E. M. , Bratrud L. , Braun-Munzinger P. , Bregant M. , Broz M. , Bruno G. E. , Buckland M. D. , Budnikov D. , Buesching H. , Bufalino S. , Buhler P. , Burmasov N. , Buthelezi Z. , Bylinkin A. , Bysiak S. A. , Cabanillas Noris J. C. , Cabrera M. F. T. , Cai M. , Caines H. , Caliva A. , Calvo Villar E. , Camacho J. M. M. , Camerini P. , Canedo F. D. M. , Cantway S. L. , Carabas M. , Carballo A. A. , Carnesecchi F. , Caron R. , Carvalho L. A. D. , Castillo Castellanos J. , Castoldi M. , Catalano F. , Cattaruzzi S. , Ceballos Sanchez C. , Cerri R. , Chakaberia I. , Chakraborty P. , Chandra S. , Chapeland S. , Chartier M. , Chattopadhay S. , Chattopadhyay S. , Chattopadhyay S. , Cheng T. , Cheshkov C. , Chibante Barroso V. , Chinellato D. D. , Chizzali E. S. , Cho J. , Cho S. , Chochula P. , Choudhury D. , Christakoglou P. , Christensen C. H. , Christiansen P. , Chujo T. , Ciacco M. , Cicalo C. , Ciupek M. R. , Clai G. , Colamaria F. , Colburn J. S. , Colella D. , Colocci M. , Concas M. , Conesa Balbastre G. , Conesa del Valle Z. , Contin G. , Contreras J. G. , Coquet M. L. , Cortese P. , Cosentino M. R. , Costa F. , Costanza S. , Cot C. , Crkovská J. , Crochet P. , Cruz-Torres R. , Cui P. , Dainese A. , Dange G. , Danisch M. C. , Danu A. , Das P. , Das P. , Das S. , Dash A. R. , Dash S. , De Caro A. , de Cataldo G. , de Cuveland J. , De Falco A. , De Gruttola D. , De Marco N. , De Martin C. , De Pasquale S. , Deb R. , Del Grande R. , Dello Stritto L. , Deng W. , Devereaux K. C. , Dhankher P. , Di Bari D. , Di Mauro A. , Diab B. , Diaz R. A. , Dietel T. , Ding Y. , Ditzel J. , Divià R. , Dixit D. U. , Djuvsland Ø. , Dmitrieva U. , Dobrin A. , Dönigus B. , Dubinski J. M. , Dubla A. , Dudi S. , Dupieux P. , Dzalaiova N. , Eder T. M. , Ehlers R. J. , Eisenhut F. , Ejima R. , Elia D. , Erazmus B. , Ercolessi F. , Espagnon B. , Eulisse G. , Evans D. , Evdokimov S. , Fabbietti L. , Faggin M. , Faivre J. , Fan F. , Fan W. , Fantoni A. , Fasel M. , Feliciello A. , Feofilov G. , Fernández Téllez A. , Ferrandi L. , Ferrer M. B. , Ferrero A. , Ferrero C. , Ferretti A. , Feuillard V. J. G. , Filova V. , Finogeev D. , Fionda F. M. , Flatland E. , Flor F. , Flores A. N. , Foertsch S. , Fokin I. , Fokin S. , Follo U. , Fragiacomo E. , Frajna E. , Fuchs U. , Funicello N. , Furget C. , Furs A. , Fusayasu T. , Gaardhøje J. J. , Gagliardi M. , Gago A. M. , Gahlaut T. , Galvan C. D. , Gangadharan D. R. , Ganoti P. , Garabatos C. , García Chávez T. , Garcia-Solis E. , Gargiulo C. , Gasik P. , Gaur H. M. , Gautam A. , Gay Ducati M. B. , Germain M. , Ghimouz A. , Ghosh C. , Giacalone M. , Gioachin G. , Giubellino P. , Giubilato P. , Glaenzer A. M. C. , Glässel P. , Glimos E. , Goh D. J. Q. , Gonzalez V. , Gordeev P. , Gorgon M. , Goswami K. , Gotovac S. , Grabski V. , Graczykowski L. K. , Grecka E. , Grelli A. , Grigoras C. , Grigoriev V. , Grigoryan S. , Grosa F. , Grosse-Oetringhaus J. F. , Grosso R. , Grund D. , Grunwald N. A. , Guardiano G. G. , Guernane R. , Guilbaud M. , Gulbrandsen K. , Gündem T. , Gunji T. , Guo W. , Gupta A. , Gupta R. , Gupta R. , Gwizdziel K. , Gyulai L. , Hadjidakis C. , Haider F. U. , Haidlova S. , Haldar M. , Hamagaki H. , Hamdi A. , Han Y. , Hanley B. G. , Hannigan R. , Hansen J. , Haque M. R. , Harris J. W. , Harton A. , Hartung M. V. , Hassan H. , Hatzifotiadou D. , Hauer P. , Havener L. B. , Hellbär E. , Helstrup H. , Hemmer M. , Herman T. , Hernandez S. G. , Herrera Corral G. , Herrmann F. , Herrmann S. , Hetland K. F. , Heybeck B. , Hillemanns H. , Hippolyte B. , Hoffmann F. W. , Hofman B. , Hong G. H. , Horst M. , Horzyk A. , Hou Y. , Hristov P. , Huhn P. , Huhta L. M. , Humanic T. J. , Hutson A. , Hutter D. , Hwang M. C. , Ilkaev R. , Ilyas H. , Inaba M. , Innocenti G. M. , Ippolitov M. , Isakov A. , Isidori T. , Islam M. S. , Ivanov M. , Ivanov M. , Ivanov V. , Iversen K. E. , Jablonski M. , Jacak B. , Jacazio N. , Jacobs P. M. , Jadlovska S. , Jadlovsky J. , Jaelani S. , Jahnke C. , Jakubowska M. J. , Janik M. A. , Janson T. , Ji S. , Jia S. , Jiang T. , Jimenez A. A. P. , Jonas F. , Jones D. M. , Jowett J. M. , Jung J. , Jung M. , Junique A. , Jusko A. , Kaewjai J. , Kalinak P. , Kalweit A. , Karasu Uysal A. , Karatovic D. , Karavichev O. , Karavicheva T. , Karpechev E. , Karwowska M. J. , Kebschull U. , Keidel R. , Keijdener D. L. D. , Keil M. , Ketzer B. , Khade S. S. , Khan A. M. , Khan S. , Khanzadeev A. , Kharlov Y. , Khatun A. , Khuntia A. , Khuranova Z. , Kileng B. , Kim B. , Kim C. , Kim D. J. , Kim E. J. , Kim J. , Kim J. , Kim J. , Kim M. , Kim S. , Kim T. , Kimura K. , Kirkova A. , Kirsch S. , Kisel I. , Kiselev S. , Kisiel A. , Kitowski J. P. , Klay J. L. , Klein J. , Klein S. , Klein-Bösing C. , Kleiner M. , Klemenz T. , Kluge A. , Kobdaj C. , Kohara R. , Kollegger T. , Kondratyev A. , Kondratyeva N. , Konig J. , Konigstorfer S. A. , Konopka P. J. , Kornakov G. , Korwieser M. , Koryciak S. D. , Kotliarov A. , Kovacic N. , Kovalenko V. , Kowalski M. , Kozhuharov V. , Králik I. , Kravčáková A. , Krcal L. , Krivda M. , Krizek F. , Krizkova Gajdosova K. , Krug C. , Krüger M. , Krupova D. M. , Kryshen E. , Kučera V. , Kuhn C. , Kuijer P. G. , Kumaoka T. , Kumar D. , Kumar L. , Kumar N. , Kumar S. , Kundu S. , Kurashvili P. , Kurepin A. , Kurepin A. B. , Kuryakin A. , Kushpil S. , Kuskov V. , Kutyla M. , Kweon M. J. , Kwon Y. , La Pointe S. L. , La Rocca P. , Lakrathok A. , Lamanna M. , Landou A. R. , Langoy R. , Larionov P. , Laudi E. , Lautner L. , Laveaga R. A. N. , Lavicka R. , Lea R. , Lee H. , Legrand I. , Legras G. , Lehrbach J. , Lelek T. M. , Lemmon R. C. , León Monzón I. , Lesch M. M. , Lesser E. D. , Lévai P. , Li X. , Liang-gilman B. E. , Lien J. , Lietava R. , Likmeta I. , Lim B. , Lim S. H. , Lindenstruth V. , Lindner A. , Lippmann C. , Liu D. H. , Liu J. , Liveraro G. S. S. , Lofnes I. M. , Loizides C. , Lokos S. , Lömker J. , Loncar P. , Lopez X. , López Torres E. , Lu P. , Lugo F. V. , Luhder J. R. , Lunardon M. , Luparello G. , Ma Y. G. , Mager M. , Maire A. , Majerz E. M. , Makariev M. V. , Malaev M. , Malfattore G. , Malik N. M. , Malik Q. W. , Malik S. K. , Malinina L. , Mallick D. , Mallick N. , Mandaglio G. , Mandal S. K. , Manea A. , Manko V. , Manso F. , Manzari V. , Mao Y. , Marcjan R. W. , Margagliotti G. V. , Margotti A. , Marín A. , Markert C. , Martinengo P. , Martínez M. I. , Martínez García G. , Martins M. P. P. , Masciocchi S. , Masera M. , Masoni A. , Massacrier L. , Massen O. , Mastroserio A. , Matonoha O. , Mattiazzo S. , Matyja A. , Mazuecos A. L. , Mazzaschi F. , Mazzilli M. , Mdhluli J. E. , Melikyan Y. , Menchaca-Rocha A. , Mendez J. E. M. , Meninno E. , Menon A. S. , Menzel M. W. , Meres M. , Miake Y. , Micheletti L. , Mihaylov D. L. , Mikhaylov K. , Minafra N. , Miśkowiec D. , Modak A. , Mohanty B. , Mohisin Khan M. , Molander M. A. , Monira S. , Mordasini C. , Moreira De Godoy D. A. , Morozov I. , Morsch A. , Mrnjavac T. , Muccifora V. , Muhuri S. , Mulligan J. D. , Mulliri A. , Munhoz M. G. , Munzer R. H. , Murakami H. , Murray S. , Musa L. , Musinsky J. , Myrcha J. W. , Naik B. , Nambrath A. I. , Nandi B. K. , Nania R. , Nappi E. , Nassirpour A. F. , Nath A. , Nattrass C. , Naydenov M. N. , Neagu A. , Negru A. , Nekrasova E. , Nellen L. , Nepeivoda R. , Nese S. , Neskovic G. , Nicassio N. , Nielsen B. S. , Nielsen E. G. , Nikolaev S. , Nikulin S. , Nikulin V. , Noferini F. , Noh S. , Nomokonov P. , Norman J. , Novitzky N. , Nowakowski P. , Nyanin A. , Nystrand J. , Oh S. , Ohlson A. , Okorokov V. A. , Oleniacz J. , Onnerstad A. , Oppedisano C. , Ortiz Velasquez A. , Otwinowski J. , Oya M. , Oyama K. , Pachmayer Y. , Padhan S. , Pagano D. , Paić G. , Paisano-Guzmán S. , Palasciano A. , Panebianco S. , Park H. , Park H. , Parkkila J. E. , Patley Y. , Paul B. , Paulino M. M. D. M. , Pei H. , Peitzmann T. , Peng X. , Pennisi M. , Perciballi S. , Peresunko D. , Perez G. M. , Pestov Y. , Petrov V. , Petrovici M. , Pezzi R. P. , Piano S. , Pikna M. , Pillot P. , Pinazza O. , Pinsky L. , Pinto C. , Pisano S. , Płoskoń M. , Planinic M. , Pliquett F. , Poghosyan M. G. , Polichtchouk B. , Politano S. , Poljak N. , Pop A. , Porteboeuf-Houssais S. , Pozdniakov V. , Pozos I. Y. , Pradhan K. K. , Prasad S. K. , Prasad S. , Preghenella R. , Prino F. , Pruneau C. A. , Pshenichnov I. , Puccio M. , Pucillo S. , Qiu S. , Quaglia L. , Ragoni S. , Rai A. , Rakotozafindrabe A. , Ramello L. , Rami F. , Rasa M. , Räsänen S. S. , Rath R. , Rauch M. P. , Ravasenga I. , Read K. F. , Reckziegel C. , Redelbach A. R. , Redlich K. , Reetz C. A. , Regules-Medel H. D. , Rehman A. , Reidt F. , Reme-Ness H. A. , Rescakova Z. , Reygers K. , Riabov A. , Riabov V. , Ricci R. , Richter M. , Riedel A. A. , Riegler W. , Riffero A. G. , Ripoli C. , Ristea C. , Rodriguez M. V. , Rodríguez Cahuantzi M. , Rodríguez Ramírez S. A. , Røed K. , Rogalev R. , Rogochaya E. , Rogoschinski T. S. , Rohr D. , Röhrich D. , Rojas Torres S. , Rokita P. S. , Romanenko G. , Ronchetti F. , Rosas E. D. , Roslon K. , Rossi A. , Roy A. , Roy S. , Rubini N. , Ruggiano D. , Rui R. , Russek P. G. , Russo R. , Rustamov A. , Ryabinkin E. , Ryabov Y. , Rybicki A. , Ryu J. , Rzesa W. , Saarimaki O. A. M. , Sadhu S. , Sadovsky S. , Saetre J. , Šafařík K. , Saha S. K. , Saha S. , Sahoo B. , Sahoo R. , Sahoo S. , Sahu D. , Sahu P. K. , Saini J. , Sajdakova K. , Sakai S. , Salvan M. P. , Sambyal S. , Samitz D. , Sanna I. , Saramela T. B. , Sarkar D. , Sarma P. , Sarritzu V. , Sarti V. M. , Sas M. H. P. , Sawan S. , Scapparone E. , Schambach J. , Scheid H. S. , Schiaua C. , Schicker R. , Schlepper F. , Schmah A. , Schmidt C. , Schmidt H. R. , Schmidt M. O. , Schmidt M. , Schmidt N. V. , Schmier A. R. , Schotter R. , Schröter A. , Schukraft J. , Schweda K. , Scioli G. , Scomparin E. , Seger J. E. , Sekiguchi Y. , Sekihata D. , Selina M. , Selyuzhenkov I. , Senyukov S. , Seo J. J. , Serebryakov D. , Serkin L. , Šerkšnytė L. , Sevcenco A. , Shaba T. J. , Shabetai A. , Shahoyan R. , Shangaraev A. , Sharma B. , Sharma D. , Sharma H. , Sharma M. , Sharma S. , Sharma S. , Sharma U. , Shatat A. , Sheibani O. , Shigaki K. , Shimomura M. , Shin J. , Shirinkin S. , Shou Q. , Sibiriak Y. , Siddhanta S. , Siemiarczuk T. , Silva T. F. , Silvermyr D. , Simantathammakul T. , Simeonov R. , Singh B. , Singh B. , Singh K. , Singh R. , Singh R. , Singh R. , Singh S. , Singh V. K. , Singhal V. , Sinha T. , Sitar B. , Sitta M. , Skaali T. B. , Skorodumovs G. , Smirnov N. , Snellings R. J. M. , Solheim E. H. , Song J. , Sonnabend C. , Sonneveld J. M. , Soramel F. , Soto-hernandez A. B. , Spijkers R. , Sputowska I. , Staa J. , Stachel J. , Stan I. , Steffanic P. J. , Stiefelmaier S. F. , Stocco D. , Storehaug I. , Strangmann N. J. , Stratmann P. , Strazzi S. , Sturniolo A. , Stylianidis C. P. , Suaide A. A. P. , Suire C. , Sukhanov M. , Suljic M. , Sultanov R. , Sumberia V. , Sumowidagdo S. , Szarka I. , Szymkowski M. , Taghavi S. F. , Taillepied G. , Takahashi J. , Tambave G. J. , Tang S. , Tang Z. , Tapia Takaki J. D. , Tapus N. , Tarasovicova L. A. , Tarzila M. G. , Tassielli G. F. , Tauro A. , Tavira García A. , Tejeda Muñoz G. , Telesca A. , Terlizzi L. , Terrevoli C. , Thakur S. , Thomas D. , Tikhonov A. , Tiltmann N. , Timmins A. R. , Tkacik M. , Tkacik T. , Toia A. , Tokumoto R. , Tomassini S. , Tomohiro K. , Topilskaya N. , Toppi M. , Tork T. , Torres V. V. , Torres Ramos A. G. , Trifiró A. , Triolo A. S. , Tripathy S. , Tripathy T. , Trubnikov V. , Trzaska W. H. , Trzcinski T. P. , Tumkin A. , Turrisi R. , Tveter T. S. , Ullaland K. , Ulukutlu B. , Uras A. , Urioni M. , Usai G. L. , Vala M. , Valle N. , van Doremalen L. V. R. , van Leeuwen M. , van Veen C. A. , van Weelden R. J. G. , Vande Vyvre P. , Varga D. , Varga Z. , Vargas Torres P. , Vasileiou M. , Vasiliev A. , Vázquez Doce O. , Vazquez Rueda O. , Vechernin V. , Vercellin E. , Vergara Limón S. , Verma R. , Vermunt L. , Vértesi R. , Verweij M. , Vickovic L. , Vilakazi Z. , Villalobos Baillie O. , Villani A. , Vinogradov A. , Virgili T. , Virta M. M. O. , Vislavicius V. , Vodopyanov A. , Volkel B. , Völkl M. A. , Voloshin S. A. , Volpe G. , von Haller B. , Vorobyev I. , Vozniuk N. , Vrláková J. , Wan J. , Wang C. , Wang D. , Wang Y. , Wang Y. , Wegrzynek A. , Weiglhofer F. T. , Wenzel S. C. , Wessels J. P. , Wiechula J. , Wikne J. , Wilk G. , Wilkinson J. , Willems G. A. , Windelband B. , Winn M. , Wright J. R. , Wu W. , Wu Y. , Xiong Z. , Xu R. , Yadav A. , Yadav A. K. , Yalcin S. , Yamaguchi Y. , Yang S. , Yano S. , Yeats E. R. , Yin Z. , Yoo I.-K. , Yoon J. H. , Yu H. , Yuan S. , Yuncu A. , Zaccolo V. , Zampolli C. , Zang M. , Zanone F. , Zardoshti N. , Zarochentsev A. , Závada P. , Zaviyalov N. , Zhalov M. , Zhang B. , Zhang C. , Zhang L. , Zhang M. , Zhang S. , Zhang X. , Zhang Y. , Zhang Z. , Zhao M. , Zherebchevskii V. , Zhi Y. , Zhong C. , Zhou D. , Zhou Y. , Zhu J. , Zhu Y. , Zugravel S. C. , Zurlo N. 
Published: October 2024

Abstract

The pT-differential production cross sections of non-prompt D0, D+, and $$ {\textrm{D}}_{\textrm{s}}^{+} $$

D
s
+

mesons originating from beauty-hadron decays are measured in proton–proton collisions at a centre-of-mass energy $$ \sqrt{s} $$

s

= 13 TeV. The measurements are performed at midrapidity, |y| < 0.5, with the data sample collected by ALICE from 2016 to 2018. The results are in agreement with predictions from several perturbative QCD calculations. The fragmentation fraction of beauty quarks to strange mesons divided by the one to non-strange mesons, fs/(fu + fd), is found to be 0.114 ± 0.016 (stat.) ± 0.006 (syst.) ± 0.003 (BR) ± 0.003 (extrap.). This value is compatible with previous measurements at lower centre-of-mass energies and in different collision systems in agreement with the assumption of universality of fragmentation functions. In addition, the dependence of the non-prompt D meson production on the centre-of-mass energy is investigated by comparing the results obtained at $$ \sqrt{s} $$

s

= 5.02 and 13 TeV, showing a hardening of the non-prompt D-meson pT-differential production cross section at higher $$ \sqrt{s} $$

s

. Finally, the $$ \textrm{b}\overline{\textrm{b}} $$
b

b
¯

production cross section per unit of rapidity at midrapidity is calculated from the non-prompt D0, D+, $$ {\textrm{D}}_{\textrm{s}}^{+} $$

D
s
+

, and $$ {\Lambda}_{\textrm{c}}^{+} $$

Λ
c
+

hadron measurements, obtaining $$ \textrm{d}\sigma /\textrm{d}y=75.2\pm 3.2\left(\textrm{stat}.\right)\pm 5.2{\left(\textrm{syst}.\right)}_{-3.2}^{+12.3}\left(\textrm{extrap}.\right) $$
d
σ
/
d
y
=
75.2
±
3.2

stat
.

±
5.2

syst
.

−
3.2

+
12.3

extrap
.

μb.