Exclusive $J/\psi$ and $\psi(2S)$ production in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV

R. Aaij , C. Abellan Beteta , A. Adametz , B. Adeva , M. Adinolfi , C. Adrover (1) , A. Affolder , Ziad Zj Ajaltouni (2) , J. Albrecht , F. Alessio , Alexander M. Hoole , S. Ali , G. Alkhazov , P. Alvarez Cartelle , A. A. Alves Jr , S. Amato , Y. Amhis (3) , L. Anderlini , J. Anderson , R. Andreassen , R. B. Appleby , O. Aquines Gutierrez , F. Archilli , A. Artamonov , M. Artuso , E. Aslanides (1) , G. Auriemma , S. Bachmann , J. J. Back , C. Baesso , V. Balagura , W. Baldini , R. J. Barlow , C. Barschel , S. Barsuk (3) , W. Barter , Th. Bauer , A. Bay , J. Beddow , I. Bediaga , S. Belogurov , K. Belous , I. Belyaev , E. Ben-Haim , M. Benayoun , G. Bencivenni , S. Benson , J. Benton , A. Berezhnoy , R. Bernet , M. -O. Bettler , M. van Beuzekom , A. Bien , S. Bifani , T. Bird , A. Bizzeti , P. M. Bjørnstad , T. Blake , F. Blanc , C. Blanks , J. Blouw , S. Blusk , A. Bobrov , V. Bocci , A. Bondar , N. Bondar , W. Bonivento , S. Borghi , A. Borgia , T. J. V. Bowcock , E. Bowen , C. Bozzi , T. Brambach , J. van Den Brand , J. Bressieux , D. Brett , M. Britsch , T. Britton , N. H. Brook , H. Brown , I. Burducea , A. Bursche , J. Buytaert , S. Cadeddu , O. Callot (3) , M. Calvi , M. Calvo Gomez , A. Camboni , P. Campana , A. Carbone , G. Carboni , R. Cardinale , A. Cardini , H. Carranza-Mejia , L. Carson , K. Carvalho Akiba , G. Casse , M. Cattaneo , Ch. Cauet , M. Charles , Ph. Charpentier , P. Chen , N. Chiapolini , M. Chrzaszcz , K. Ciba , X. Cid Vidal , G. Ciezarek , P. E. L. Clarke , M. Clemencic , H. V. Cliff , J. Closier , C. Coca , V. Coco , J. Cogan (1) , E. Cogneras (2) , P. Collins , A. Comerma-Montells , A. Contu , A. Cook , M. Coombes , G. Corti , B. Couturier , G. A. Cowan , D. Craik , S. Cunliffe , R. Currie , C. d'Ambrosio , P. David , P. N. Y. David , I. de Bonis (4) , K. de Bruyn , S. de Capua , M. de Cian , J. M. de Miranda , L. de Paula , W. de Silva , P. de Simone , D. Decamp (4) , M. Deckenhoff , H. Degaudenzi , L. del Buono , C. Deplano , D. Derkach , O. Deschamps (2) , F. Dettori , A. Di Canto , J. Dickens , H. Dijkstra , P. Diniz Batista , M. Dogaru , F. Domingo Bonal , S. Donleavy , F. Dordei , A. Dosil Suárez , D. Dossett , A. Dovbnya , F. Dupertuis , R. Dzhelyadin , A. Dziurda , A. Dzyuba , S. Easo , U. Egede , V. Egorychev , S. Eidelman , D. van Eijk , S. Eisenhardt , U. Eitschberger , R. Ekelhof , L. Eklund , I. El Rifai (2) , Ch. Elsasser , D. Elsby , A. Falabella , C. Färber , G. Fardell , C. Farinelli , S. Farry , V. Fave , D. Ferguson , V. Fernandez Albor , F. Ferreira Rodrigues , M. Ferro-Luzzi , S. Filippov , C. Fitzpatrick , M. Fontana , F. Fontanelli , R. Forty , O. Francisco , M. Frank , C. Frei , M. Frosini , S. Furcas , E. Furfaro , A. Gallas Torreira , D. Galli , M. Gandelman , P. Gandini , Y. Gao , J. Garofoli , P. Garosi , J. Garra Tico , L. Garrido , C. Gaspar , R. Gauld , E. Gersabeck , M. Gersabeck , T. Gershon , Ph. Ghez (4) , V. Gibson , V. V. Gligorov , C. Göbel , D. Golubkov , A. Golutvin , A. Gomes , H. Gordon , M. Grabalosa Gándara (2) , R. Graciani Diaz , L. A. Granado Cardoso , E. Graugés , G. Graziani , A. Grecu , E. Greening , S. Gregson , O. Grünberg , B. Gui , E. Gushchin , Yu. Guz , T. Gys , C. Hadjivasiliou , G. Haefeli , C. Haen , S. C. Haines , S. Hall , T. Hampson , S. Hansmann-Menzemer , N. Harnew , S. T. Harnew , J. Harrison , P. F. Harrison , T. Hartmann , J. He (3) , V. Heijne , K. Hennessy , Pierre Henrard (2) , J. A. Hernando Morata , E. van Herwijnen , E. Hicks , D. Hill , M. Hoballah (2) , C. Hombach , P. Hopchev (4) , W. Hulsbergen , P. Hunt , T. Huse , N. Hussain , D. Hutchcroft , D. Hynds , V. Iakovenko , P. Ilten , R. Jacobsson , A. Jaeger , E. Jans , F. Jansen , P. Jaton , F. Jing , M. John , D. Johnson , C. R. Jones , B. Jost , M. Kaballo , S. Kandybei , M. Karacson , T. M. Karbach , I. R. Kenyon , U. Kerzel , T. Ketel , A. Keune , B. Khanji , O. Kochebina (3) , I. Komarov , R. F. Koopman , P. Koppenburg , M. Korolev , A. Kozlinskiy , L. Kravchuk , K. Kreplin , M. Kreps , G. Krocker , P. Krokovny , F. Kruse , M. Kucharczyk , V. Kudryavtsev , T. Kvaratskheliya , V. N. La Thi , D. Lacarrere , G. Lafferty , A. Lai , D. Lambert , R. W. Lambert , E. Lanciotti , G. Lanfranchi , C. Langenbruch , T. Latham , C. Lazzeroni , R. Le Gac , J. van Leerdam , J. -P. Lees (4) , R. Lefèvre (2) , A. Leflat , J. Lefrançois (3) , O. Leroy (1) , Y. Li , L. Li Gioi (2) , M. Liles , R. Lindner , C. Linn , B. Liu , G. Liu , J. von Loeben , J. H. Lopes , E. Lopez Asamar , N. Lopez-March , H. Lu , J. Luisier , H. Luo , F. Machefert (3) , I. V. Machikhiliyan (4) , F. Maciuc , O. Maev , S. Malde , G. Manca , G. Mancinelli (1) , N. Mangiafave , U. Marconi , R. Märki , J. Marks , G. Martellotti , A. Martens , Lilian Martin , A. Martín Sánchez , M. Martinelli , D. Martinez Santos , D. Martins Tostes , A. Massafferri , R. Matev , Z. Mathe , C. Matteuzzi , M. Matveev , E. Maurice (1) , A. Mazurov , J. Mccarthy , R. Mcnulty , B. Meadows , F. Meier , M. Meissner , M. Merk , D. A. Milanes , M. -N. Minard (4) , J. Molina Rodriguez , S. Monteil (2) , D. Moran , P. Morawski , R. Mountain , I. Mous , F. Muheim , K. Müller , R. Muresan , B. Muryn , B. Muster , P. Naik , T. Nakada , R. Nandakumar , I. Nasteva , M. Needham , N. Neufeld , A. D. Nguyen , T. D. Nguyen , C. Nguyen-Mau , M. Nicol (3) , V. Niess (2) , R. Niet , N. Nikitin , T. Nikodem , S. Nisar , A. Nomerotski , A. Novoselov , A. Oblakowska-Mucha , V. Obraztsov , S. Oggero , S. Ogilvy , O. Okhrimenko , R. Oldeman , M. Orlandea , J. M. Otalora Goicochea , P. Owen , B. K. Pal , A. Palano , M. Palutan , J. Panman , A. Papanestis , M. Pappagallo , C. Parkes , C. J. Parkinson , G. Passaleva , G. D. Patel , M. Patel , G. N. Patrick , C. Patrignani , C. Pavel-Nicorescu , A. Pazos Alvarez , A. Pellegrino , G. Penso , M. Pepe Altarelli , S. Perazzini , D. L. Perego , E. Perez Trigo , A. Pérez-Calero Yzquierdo , Pascal Perret (2) , M. Perrin-Terrin (1) , G. Pessina , K. Petridis , A. Petrolini , A. Phan , E. Picatoste Olloqui , B. Pietrzyk (4) , T. Pilař , D. Pinci , S. Playfer , M. Plo Casasus , F. Polci , G. Polok , A. Poluektov , E. Polycarpo , D. Popov , B. Popovici , C. Potterat , A. Powell , J. Prisciandaro , V. Pugatch , A. Puig Navarro , W. Qian (4) , J. H. Rademacker , B. Rakotomiaramanana , M. S. Rangel , I. Raniuk , N. Rauschmayr , G. Raven , S. Redford , M. M. Reid , A. C. Dos Reis , S. Ricciardi , A. Richards , K. Rinnert , V. Rives Molina , Diego Alejandro Roa Romero (2) , P. Robbe (3) , E. Rodrigues , P. Rodriguez Perez , G. J. Rogers , S. Roiser , V. Romanovsky , A. Romero Vidal , J. Rouvinet , T. Ruf , H. Ruiz , G. Sabatino , J. J. Saborido Silva , N. Sagidova , P. Sail , B. Saitta , C. Salzmann , B. Sanmartin Sedes , M. Sannino , R. Santacesaria , C. Santamarina Rios , E. Santovetti , M. Sapunov (1) , A. Sarti , C. Satriano , A. Satta , M. Savrie , D. Savrina , P. Schaack , M. Schiller , H. Schindler , S. Schleich , M. Schlupp , M. Schmelling , B. Schmidt , O. Schneider , A. Schopper , M. -H. Schune (3) , R. Schwemmer , B. Sciascia , A. Sciubba , M. Seco , A. Semennikov , K. Senderowska , I. Sepp , N. Serra , J. Serrano (1) , P. Seyfert , M. Shapkin , I. Shapoval , P. Shatalov , Y. Shcheglov , T. Shears , L. Shekhtman , O. Shevchenko , V. Shevchenko , A. Shires , R. Silva Coutinho , T. Skwarnicki , N. A. Smith , E. Smith , M. Smith , Krzysztof Grzegorz Sobczak (2) , M. D. Sokoloff , F. J. P. Soler , F. Soomro , D. Souza , B. Souza de Paula , B. Spaan , A. Sparkes , P. Spradlin , F. Stagni , S. Stahl , O. Steinkamp , S. Stoica , S. Stone , B. Storaci , M. Straticiuc , U. Straumann , V. K. Subbiah , S. Swientek , V. Syropoulos , M. Szczekowski , P. Szczypka , T. Szumlak , S. t'Jampens (4) , M. Teklishyn (3) , E. Teodorescu , F. Teubert , C. Thomas , E. Thomas , J. van Tilburg , V. Tisserand (4) , M. Tobin , S. Tolk , D. Tonelli , S. Topp-Joergensen , N. Torr , E. Tournefier (4) , S. Tourneur , M. T. Tran , M. Tresch , A. Tsaregorodtsev (1) , P. Tsopelas , N. Tuning , M. Ubeda Garcia , A. Ukleja , D. Urner , U. Uwer , V. Vagnoni , G. Valenti , R. Vazquez Gomez , P. Vazquez Regueiro , S. Vecchi , J. J. Velthuis , M. Veltri , G. Veneziano , M. Vesterinen , B. Viaud (3) , D. Vieira , X. Vilasis-Cardona , A. Vollhardt , D. Volyanskyy , D. Voong , A. Vorobyev , V. Vorobyev , C. Voss , H. Voss , R. Waldi , R. Wallace , S. Wandernoth , J. Wang , D. R. Ward , N. K. Watson , A. D. Webber , D. Websdale , M. Whitehead , J. Wicht , J. Wiechczynski , D. Wiedner , L. Wiggers , G. Wilkinson , M. P. Williams , M. Williams , F. F. Wilson , J. Wishahi , M. Witek , S. A. Wotton , S. Wright , S. Wu , K. Wyllie , Y. Xie , F. Xing , Z. Xing , Z. Yang , R. Young , X. Yuan , O. Yushchenko , M. Zangoli , M. Zavertyaev , F. Zhang , L. Zhang , W. C. Zhang , Y. Zhang , A. Zhelezov , A. Zhokhov , L. Zhong , A. Zvyagin

1 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
2 LPC - Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand
3 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
4 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules

Exclusive $J/\psi$ and $\psi(2S)$ vector meson production has been observed in the dimuon channel using the LHCb detector. The cross-section times branching fractions to two muons with pseudorapidities between 2.0 and 4.5 are measured to be $ \sigma_{pp\rightarrow J/\psi (\rightarrow \mu^{+} \mu^{-})} (2.0 <\eta_{\mu^{\pm}}< 4.5) = 307 \pm 21 \pm 36~\text{pb}, \sigma_{pp\rightarrow \psi(2S) (\rightarrow \mu^{+} \mu^{-})} (2.0 <\eta_{\mu^{\pm}}< 4.5) = 7.8 \pm 1.3 \pm 1.0~\text{pb}, $ where the first uncertainties are statistical and the second are systematic. The measurements are found to be in good agreement with results from previous experiments and theoretical predictions. The $J/\psi$ photoproduction cross-section has been measured as a function of the photon-proton centre-of-mass energy. The results are consistent with measurements obtained at HERA and confirm a similar power law behaviour for the photoproduction cross-section.

Domains: High Energy Physics - Experiment [hep-ex]

R. Aaij, C. Abellan Beteta, A. Adametz, B. Adeva, M. Adinolfi, et al.. Exclusive $J/\psi$ and $\psi(2S)$ production in $pp$ collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV. Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics, 2013, 40, pp.045001. ⟨10.1088/0954-3899/40/4/045001⟩. ⟨in2p3-00783343⟩