Study of charmonium production via the decay to $$p\bar{p}$$ at $$\sqrt{s} = 13\,\textrm{TeV}$$

Null, Null; Aaij, R.; Abdelmotteleb, A. S. W.; Beteta, C. Abellan; Abudinén, F.; Ackernley, T.; Adefisoye, A. A.; Adeva, B.; Adinolfi, M.; Adlarson, P.; Agapopoulou, C.; Aidala, C. A.; Ajaltouni, Z.; Akar, S.; Akiba, K.; Albicocco, P.; Albrecht, J.; Alessio, F.; Alexander, M.; Aliouche, Z.; Cartelle, P. Alvarez; Amalric, R.; Amato, S.; Amey, J. L.; Amhis, Y.; An, L.; Anderlini, L.; Andersson, M.; Andreianov, A.; Andreola, P.; Andreotti, M.; Andreou, D.; Anelli, A.; Ao, D.; Archilli, F.; Argenton, M.; Cuendis, S. Arguedas; Artamonov, A.; Artuso, M.; Aslanides, E.; Atzeni, M.; Audurier, B.; Bacher, D.; Perea, I. Bachiller; Bachmann, S.; Bachmayer, M.; Back, J. J.; Rodriguez, P. Baladron; Balagura, V.; Baldini, W.; Bao, H.; De Souza Leite, J. Baptista; Barbetti, M.; Barbosa, I. R.; Barlow, R. J.; Barnyakov, M.; Barsuk, S.; Barter, W.; Bartolini, M.; Bartz, J.; Baryshnikov, F.; Basels, J. M.; Bassi, G.; Batsukh, B.; Bay, A.; Beck, A.; Becker, M.; Bedeschi, F.; Bediaga, I. B.; Belin, S.; Bellee, V.; Belous, K.; Belov, I.; Belyaev, I.; Benane, G.; Bencivenni, G.; Ben-Haim, E.; Berezhnoy, A.; Bernet, R.; Andres, S. Bernet; Bertolin, A.; Betancourt, C.; Betti, F.; Bex, J.; Bezshyiko, Ia.; Bhom, J.; Bieker, M. S.; Biesuz, N. V.; Billoir, P.; Biolchini, A.; Birch, M.; Bishop, F. C. R.; Bitadze, A.; Bizzeti, A.; Blake, T.; Blanc, F.; Blank, J. E.; Blusk, S.; Bocharnikov, V.; Boelhauve, J. A.; Garcia, O. Boente; Boettcher, T.; Bohare, A.; Boldyrev, A.; Bolognani, C. S.; Bolzonella, R.; Bondar, N.; Borgato, F.; Borghi, S.; Borsato, M.; Borsuk, J. T.; Bouchiba, S. A.; Bowcock, T. J. V.; Boyer, A.; Bozzi, C.; Bradley, M. J.; Rodriguez, A. Brea; Breer, N.; Brodzicka, J.; Gonzalo, A. Brossa; Brown, J.; Brundu, D.; Buchanan, E.; Buonaura, A.; Buonincontri, L.; Burke, A. T.; Burr, C.; Butkevich, A.; Butter, J. S.; Buytaert, J.; Byczynski, W.; Cadeddu, S.; Cai, H.; Calabrese, R.; Ramirez, S. Calderon; Calefice, L.; Cali, S.; Calvi, M.; Gomez, M. Calvo; Magalhaes, P. Camargo; Bouzas, J. I. Cambon; Campana, P.; Perez, D. H. Campora; Quezada, A. F. Campoverde; Capelli, S.; Capriotti, L.; Caravaca-Mora, R.; Carbone, A.; Salgado, L. Carcedo; Cardinale, R.; Cardini, A.; Carniti, P.; Carus, L.; Vidal, A. Casais; Caspary, R.; Casse, G.; Godinez, J. Castro; Cattaneo, M.; Cavallero, G.; Cavallini, V.; Celani, S.; Cervenkov, D.; Cesare, S.; Chadwick, A. J.; Chahrour, I.; Charles, M.; Charpentier, Ph.; Barajas, C. A. Chavez; Chefdeville, M.; Chen, C.; Chen, S.; Chen, Z.; Chernov, A.; Chernyshenko, S.; Chobanova, V.; Cholak, S.; Chrzaszcz, M.; Chubykin, A.; Chulikov, V.; Ciambrone, P.; Vidal, X. Cid; Ciezarek, G.; Cifra, P.; Clarke, P. E. L.; Clemencic, M.; Cliff, H. V.; Closier, J.; Toapaxi, C. Cocha; Coco, V.; Cogan, J.; Cogneras, E.; Cojocariu, L.; Collins, P.; Colombo, T.; Comerma-Montells, A.; Congedo, L.; Contu, A.; Cooke, N.; Corredoira, I.; Correia, A.; Corti, G.; Meldrum, J. J. Cottee; Couturier, B.; Craik, D. C.; Torres, M. Cruz; Rivera, E. Curras; Currie, R.; Da Silva, C. L.; Dadabaev, S.; Dai, L.; Dai, X.; Dall'Occo, E.; Dalseno, J.; D'Ambrosio, C.; Daniel, J.; Danilina, A.; D'Argent, P.; Davidson, A.; Davies, J. E.; Davis, A.; De Aguiar Francisco, O.; De Angelis, C.; De Benedetti, F.; De Boer, J.; De Bruyn, K.; De Capua, S.; De Cian, M.; De Freitas Carneiro Da Graca, U.; De Lucia, E.; De Miranda, J. M.; De Paula, L.; De Serio, M.; De Simone, P.; De Vellis, F.; De Vries, J. A.; Debernardis, F.; Decamp, D.; Dedu, V.; Buono, L. Del; Delaney, B.; Dembinski, H. -P.; Deng, J.; Denysenko, V.; Deschamps, O.; Dettori, F.; Dey, B.; Nezza, P. Di; Diachkov, I.; Didenko, S.; Ding, S.; Dittmann, L.; Dobishuk, V.; Docheva, A. D.; Dong, C.; Donohoe, A. M.; Dordei, F.; Reis, A. C. Dos; Dowling, A. D.; Duan, W.; Duda, P.; Dudek, M. W.; Dufour, L.; Duk, V.; Durante, P.; Duras, M. M.; Durham, J. M.; Durmus, O. D.; Dziurda, A.; Dzyuba, A.; Easo, S.; Eckstein, E.; Egede, U.; Egorychev, A.; Egorychev, V.; Eisenhardt, S.; Ejopu, E.; Eklund, L.; Elashri, M.; Ellbracht, J.; Ely, S.; Ene, A.; Epple, E.; Eschle, J.; Esen, S.; Evans, T.; Fabiano, F.; Falcao, L. N.; Fan, Y.; Fang, B.; Fantini, L.; Faria, M.; Farmer, K.; Fazzini, D.; Felkowski, L.; Feng, M.; Feo, M.; Gomez, M. Fernandez; Fernez, A. D.; Ferrari, F.; Rodrigues, F. Ferreira; Ferrillo, M.; Ferro-Luzzi, M.; Filippov, S.; Fini, R. A.; Fiorini, M.; Fischer, K. M.; Fitzgerald, D. S.; Fitzpatrick, C.; Fleuret, F.; Fontana, M.; Foreman, L. F.; Forty, R.; Foulds-Holt, D.; Sevilla, M. Franco; Frank, M.; Franzoso, E.; Frau, G.; Frei, C.; Friday, D. A.; Fu, J.; Fuehring, Q.; Fujii, Y.; Fulghesu, T.; Gabriel, E.; Galati, G.; Galati, M. D.; Torreira, A. Gallas; Galli, D.; Gambetta, S.; Gandelman, M.; Gandini, P.; Ganie, B.; Gao, H.; Gao, R.; Gao, Y.; Gao, Y.; Gao, Y.; Garau, M.; Martin, L. M. Garcia; Moreno, P. Garcia; Pardiñas, J. García; Garg, K. G.; Garrido, L.; Gaspar, C.; Geertsema, R. E.; Gerken, L. L.; Gersabeck, E.; Gersabeck, M.; Gershon, T.; Ghorbanimoghaddam, Z.; Giambastiani, L.; Giasemis, F. I.; Gibson, V.; Giemza, H. K.; Gilman, A. L.; Giovannetti, M.; Gioventù, A.; Gironell, P. Gironella; Giugliano, C.; Giza, M. A.; Gkougkousis, E. L.; Glaser, F. C.; Gligorov, V. V.; Göbel, C.; Golobardes, E.; Golubkov, D.; Golutvin, A.; Gomes, A.; Fernandez, S. Gomez; Abrantes, F. Goncalves; Goncerz, M.; Gong, G.; Gooding, J. A.; Gorelov, I. V.; Gotti, C.; Grabowski, J. P.; Cardoso, L. A. Granado; Graugés, E.; Graverini, E.; Grazette, L.; Graziani, G.; Grecu, A. T.; Greeven, L. M.; Grieser, N. A.; Grillo, L.; Gromov, S.; Gu, C.; Guarise, M.; Guittiere, M.; Guliaeva, V.; Günther, P. A.; Guseinov, A. -K.; Gushchin, E.; Guz, Y.; Gys, T.; Habermann, K.; Hadavizadeh, T.; Hadjivasiliou, C.; Haefeli, G.; Haen, C.; Haimberger, J.; Hajheidari, M.; Halvorsen, M. M.; Hamilton, P. M.; Hammerich, J.; Han, Q.; Han, X.; Hansmann-Menzemer, S.; Hao, L.; Harnew, N.; Hartmann, M.; He, J.; Hemmer, F.; Henderson, C.; Henderson, R. D. L.; Hennequin, A. M.; Hennessy, K.; Henry, L.; Herd, J.; Gascon, P. Herrero; Heuel, J.; Hicheur, A.; Mendizabal, G. Hijano; Hill, D.; Hollitt, S. E.; Horswill, J.; Hou, R.; Hou, Y.; Howarth, N.; Hu, J.; Hu, J.; Hu, W.; Hu, X.; Huang, W.; Hulsbergen, W.; Hunter, R. J.; Hushchyn, M.; Hutchcroft, D.; Ilin, D.; Ilten, P.; Inglessi, A.; Iniukhin, A.; Ishteev, A.; Ivshin, K.; Jacobsson, R.; Jage, H.; Elles, S. J. Jaimes; Jakobsen, S.; Jans, E.; Jashal, B. K.; Jawahery, A.; Jevtic, V.; Jiang, E.; Jiang, X.; Jiang, Y.; Jiang, Y. J.; John, M.; Johnson, D.; Jones, C. R.; Jones, T. P.; Joshi, S.; Jost, B.; Jurik, N.; Juszczak, I.; Kaminaris, D.; Kandybei, S.; Kang, Y.; Kar, C.; Karacson, M.; Karpenkov, D.; Kauniskangas, A.; Kautz, J. W.; Keizer, F.; Kenzie, M.; Ketel, T.; Khanji, B.; Kharisova, A.; Kholodenko, S.; Khreich, G.; Kirn, T.; Kirsebom, V. S.; Kitouni, O.; Klaver, S.; Kleijne, N.; Klimaszewski, K.; Kmiec, M. R.; Koliiev, S.; Kolk, L.; Konoplyannikov, A.; Kopciewicz, P.; Koppenburg, P.; Korolev, M.; Kostiuk, I.; Kot, O.; Kotriakhova, S.; Kozachuk, A.; Kravchenko, P.; Kravchuk, L.; Kreps, M.; Krokovny, P.; Krupa, W.; Krzemien, W.; Kshyvanskyi, O. K.; Kubat, J.; Kubis, S.; Kucharczyk, M.; Kudryavtsev, V.; Kulikova, E.; Kupsc, A.; Kutsenko, B. K.; Lacarrere, D.; Lai, A.; Lampis, A.; Lancierini, D.; Gomez, C. Landesa; Lane, J. J.; Lane, R.; Langenbruch, C.; Langer, J.; Lantwin, O.; Latham, T.; Lazzari, F.; Lazzeroni, C.; Gac, R. Le; Lefèvre, R.; Leflat, A.; Legotin, S.; Lehuraux, M.; Cid, E. Lemos; Leroy, O.; Lesiak, T.; Leverington, B.; Li, A.; Li, H.; Li, K.; Li, L.; Li, P.; P. -R., Li; Li, Q.; Li, S.; Li, T.; Li, T.; Li, Y.; Li, Y.; Lian, Z.; Liang, X.; Libralon, S.; Lin, C.; Lin, T.; Lindner, R.; Lisovskyi, V.; Litvinov, R.; Liu, F. L.; Liu, G.; Liu, K.; Liu, S.; Liu, Y.; Liu, Y.; Liu, Y. L.; Salvia, A. Lobo; Loi, A.; Castro, J. Lomba; Long, T.; Lopes, J. H.; Huertas, A. Lopez; Soliño, S. López; Lucarelli, C.; Lucchesi, D.; Martinez, M. Lucio; Lukashenko, V.; Luo, Y.; Lupato, A.; Luppi, E.; Lynch, K.; Lyu, X. -R.; G. M., Ma; Ma, R.; Maccolini, S.; Machefert, F.; Maciuc, F.; Mack, B.; Mackay, I.; Mackey, L. M.; Mohan, L. R. Madhan; Madurai, M. M.; Maevskiy, A.; Magdalinski, D.; Maisuzenko, D.; Majewski, M. W.; Malczewski, J. J.; Malde, S.; Malentacca, L.; Malinin, A.; Maltsev, T.; Manca, G.; Mancinelli, G.; Mancuso, C.; Escalero, R. Manera; Manuzzi, D.; Marangotto, D.; Marchand, J. F.; Marchevski, R.; Marconi, U.; Mariani, S.; Benito, C. Marin; Marks, J.; Marshall, A. M.; Martelli, G.; Martellotti, G.; Martinazzoli, L.; Martinelli, M.; Santos, D. Martinez; Vidal, F. Martinez; Massafferri, A.; Matev, R.; Mathad, A.; Matiunin, V.; Matteuzzi, C.; Mattioli, K. R.; Mauri, A.; Maurice, E.; Mauricio, J.; Mayencourt, P.; Mazurek, M.; Mccann, M.; Mcconnell, L.; Mcgrath, T. H.; Mchugh, N. T.; Mcnab, A.; Mcnulty, R.; Meadows, B.; Meier, G.; Melnychuk, D.; Meng, F. M.; Merk, M.; Merli, A.; Garcia, L. Meyer; Miao, D.; Miao, H.; Mikhasenko, M.; Milanes, D. A.; Minotti, A.; Minucci, E.; Miralles, T.; Mitreska, B.; Mitzel, D. S.; Modak, A.; Mödden, A.; Mohammed, R. A.; Moise, R. D.; Mokhnenko, S.; Mombächer, T.; Monk, M.; Monteil, S.; Gomez, A. Morcillo; Morello, G.; Morello, M. J.; Morgenthaler, M. P.; Morris, A. B.; Morris, A. G.; Mountain, R.; Mu, H.; Z. M., Mu; Muhammad, E.; Muheim, F.; Mulder, M.; Müller, K.; Muñoz-Rojas, F.; Murta, R.; Naik, P.; Nakada, T.; Nandakumar, R.; Nanut, T.; Nasteva, I.; Needham, M.; Neri, N.; Neubert, S.; Neufeld, N.; Neustroev, P.; Nicolini, J.; Nicotra, D.; Niel, E. M.; Nikitin, N.; Nogarolli, P.; Nogga, P.; Nolte, N. S.; Normand, C.; Fernandez, J. Novoa; Nowak, G.; Nunez, C.; Nur, H. N.; Oblakowska-Mucha, A.; Obraztsov, V.; Oeser, T.; Okamura, S.; Okhotnikov, A.; Okhrimenko, O.; Oldeman, R.; Oliva, F.; Olocco, M.; Onderwater, C. J. G.; O'Neil, R. H.; Goicochea, J. M. Otalora; Owen, P.; Oyanguren, A.; Ozcelik, O.; Padeken, K. O.; Pagare, B.; Pais, P. R.; Pajero, T.; Palano, A.; Palutan, M.; Panshin, G.; Paolucci, L.; Papanestis, A.; Pappagallo, M.; Pappalardo, L. L.; Pappenheimer, C.; Parkes, C.; Passalacqua, B.; Passaleva, G.; Passaro, D.; Pastore, A.; Patel, M.; Patoc, J.; Patrignani, C.; Paul, A.; Pawley, C. J.; Pellegrino, A.; Peng, J.; Altarelli, M. Pepe; Perazzini, S.; Pereima, D.; Castro, A. Pereiro; Perret, P.; Perro, A.; Petridis, K.; Petrolini, A.; Pfaller, J. P.; Pham, H.; Pica, L.; Piccini, M.; Pietrzyk, B.; Pietrzyk, G.; Pinci, D.; Pisani, F.; Pizzichemi, M.; Placinta, V.; Casasus, M. Plo; Polci, F.; Lener, M. Poli; Poluektov, A.; Polukhina, N.; Polyakov, I.; Polycarpo, E.; Ponce, S.; Popov, D.; Poslavskii, S.; Prasanth, K.; Prouve, C.; Pugatch, V.; Punzi, G.; Qasim, S.; Qian, W.; Qin, N.; Qu, S.; Quagliani, R.; Trejo, R. I. Rabadan; Rademacker, J. H.; Rama, M.; García, M. Ramírez; Pernas, M. Ramos; Rangel, M. S.; Ratnikov, F.; Raven, G.; De Miguel, M. Rebollo; Redi, F.; Reich, J.; Reiss, F.; Ren, Z.; Resmi, P. K.; Ribatti, R.; Ricart, G. R.; Riccardi, D.; Ricciardi, S.; Richardson, K.; Richardson-Slipper, M.; Rinnert, K.; Robbe, P.; Robertson, G.; Rodrigues, E.; Fernandez, E. Rodriguez; Lopez, J. A. Rodriguez; Rodriguez, E. Rodriguez; Rogovskiy, A.; Rolf, D. L.; Roloff, P.; Romanovskiy, V.; Lamas, M. Romero; Vidal, A. Romero; Romolini, G.; Ronchetti, F.; Rotondo, M.; Roy, S. R.; Rudolph, M. S.; Ruf, T.; Diaz, M. Ruiz; Fernandez, R. A. Ruiz; Vidal, J. Ruiz; Ryzhikov, A.; Ryzka, J.; Saavedra-Arias, J. J.; Silva, J. J. Saborido; Sadek, R.; Sagidova, N.; Sahoo, D.; Sahoo, N.; Saitta, B.; Salomoni, M.; Gras, C. Sanchez; Sanderswood, I.; Santacesaria, R.; Rios, C. Santamarina; Santimaria, M.; Santoro, L.; Santovetti, E.; Saputi, A.; Saranin, D.; Sarpis, G.; Sarpis, M.; Satriano, C.; Satta, A.; Saur, M.; Savrina, D.; Sazak, H.; Smead, L. G. Scantlebury; Scarabotto, A.; Schael, S.; Scherl, S.; Schiller, M.; Schindler, H.; Schmelling, M.; Schmidt, B.; Schmitt, S.; Schmitz, H.; Schneider, O.; Schopper, A.; Schulte, N.; Schulte, S.; Schune, M. H.; Schwemmer, R.; Schwering, G.; Sciascia, B.; Sciuccati, A.; Sellam, S.; Semennikov, A.; Senger, T.; Soares, M. Senghi; Sergi, A.; Serra, N.; Sestini, L.; Seuthe, A.; Shang, Y.; Shangase, D. M.; Shapkin, M.; Sharma, R. S.; Shchemerov, I.; Shchutska, L.; Shears, T.; Shekhtman, L.; Shen, Z.; Sheng, S.; Shevchenko, V.; Shi, B.; Shi, Q.; Shields, E. B.; Shimizu, Y.; Shmanin, E.; Shorkin, R.; Shupperd, J. D.; Coutinho, R. Silva; Simi, G.; Simone, S.; Skidmore, N.; Skwarnicki, T.; Slater, M. W.; Smallwood, J. C.; Smith, E.; Smith, K.; Smith, M.; Snoch, A.; Lavra, L. Soares; Sokoloff, M. D.; Soler, F. J. P.; Solomin, A.; Solovev, A.; Solovyev, I.; Song, R.; Song, Y.; Song, Y.; Song, Y. S.; De Almeida, F. L. Souza; De Paula, B. Souza; Norella, E. Spadaro; Spedicato, E.; Speer, J. G.; Spiridenkov, E.; Spradlin, P.; Sriskaran, V.; Stagni, F.; Stahl, M.; Stahl, S.; Stanislaus, S.; Stein, E. N.; Steinkamp, O.; Stenyakin, O.; Stevens, H.; Strekalina, D.; Su, Y.; Suljik, F.; Sun, J.; Sun, L.; Sun, Y.; Sundfeld, D.; Sutcliffe, W.; Swallow, P. N.; Swystun, F.; Szabelski, A.; Szumlak, T.; Tan, Y.; Tat, M. D.; Terentev, A.; Terzuoli, F.; Teubert, F.; Thomas, E.; Thompson, D. J. D.; Tilquin, H.; Tisserand, V.; T'Jampens, S.; Tobin, M.; Tomassetti, L.; Tonani, G.; Tong, X.; Machado, D. Torres; Toscano, L.; Tou, D. Y.; Trippl, C.; Tuci, G.; Tuning, N.; Uecker, L. H.; Ukleja, A.; Unverzagt, D. J.; Ursov, E.; Usachov, A.; Ustyuzhanin, A.; Uwer, U.; Vagnoni, V.; Valassi, A.; Valenti, G.; Canudas, N. Valls; Hecke, H. Van; Herwijnen, E. Van; Hulse, C. B. Van; Laak, R. Van; Veghel, M. Van; Vasquez, G.; Gomez, R. Vazquez; Regueiro, P. Vazquez; Sierra, C. Vázquez; Vecchi, S.; Velthuis, J. J.; Veltri, M.; Venkateswaran, A.; Vesterinen, M.; Diaz, M. Vieites; Vilasis-Cardona, X.; Figueras, E. Vilella; Villa, A.; Vincent, P.; Volle, F. C.; Bruch, D. Vom; Voropaev, N.; Vos, K.; Vouters, G.; Vrahas, C.; Wagner, J.; Walsh, J.; Walton, E. J.; Wan, G.; Wang, C.; Wang, G.; Wang, J.; Wang, J.; Wang, J.; Wang, J.; Wang, M.; Wang, N. W.; Wang, R.; Wang, X.; Wang, X.; Wang, X. W.; Wang, Z.; Wang, Z.; Wang, Z.; Ward, J. A.; Waterlaat, M.; Watson, N. K.; Websdale, D.; Wei, Y.; Wendel, J.; Westhenry, B. D. C.; White, D. J.; Whitehead, M.; Wiederhold, A. R.; Wiedner, D.; Wilkinson, G.; Wilkinson, M. K.; Williams, M.; Williams, M. R. J.; Williams, R.; Wilson, F. F.; Wislicki, W.; Witek, M.; Witola, L.; Wong, C. P.; Wormser, G.; Wotton, S. A.; Wu, H.; Wu, J.; Wu, Y.; Wu, Z.; Wyllie, K.; Xian, S.; Xiang, Z.; Xie, Y.; Xu, A.; Xu, J.; Xu, L.; Xu, L.; Xu, M.; Xu, Z.; Xu, Z.; Xu, Z.; Yang, D.; Yang, S.; Yang, X.; Yang, Y.; Yang, Z.; Yang, Z.; Yeroshenko, V.; Yeung, H.; Yin, H.; C. Y., Yu; Yu, J.; Yuan, X.; Zaffaroni, E.; Zavertyaev, M.; Zdybal, M.; Zeng, C.; Zeng, M.; Zhang, C.; Zhang, D.; Zhang, J.; Zhang, L.; Zhang, S.; Zhang, S.; Zhang, Y.; Zhang, Y. Z.; Zhao, Y.; Zharkova, A.; Zhelezov, A.; Zheng, X. Z.; Zheng, Y.; Zhou, T.; Zhou, X.; Zhou, Y.; Zhovkovska, V.; Zhu, L. Z.; Zhu, X.; Zhu, X.; Zhukov, V.; Zhuo, J.; Zou, Q.; Zuliani, D.; Zunica, G.

doi:10.1140/epjc/s10052-024-13478-y

Charmonium production cross-section in proton– proton collisions is measured at the centre-of-mass energy √s = 13 TeV using decays to p p¯ final state. The study is performed using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 2.2 fb−1 collected in 2018 with the LHCb detector. The production cross-section of the ηc meson is measured in a rapidity range of 2.0 < y < 4.0 and in a transverse momentum range of 5.0 < pT < 20.0 GeV/c, which is extended compared with previous LHCb analyses. The differential cross-section is measured in bins of pT and, for the first time, of y. Upper limits, at 90% and 95% confidence levels, on the ηc(2S) and hc(1P) prompt production cross-sections are determined for the first time.