Charm production and fragmentation fractions at midrapidity in pp collisions at √s = 13 TeV

Null, Null; Acharya, S.; Adamová, D.; Aglieri Rinella, G.; Agnello, M.; Agrawal, N.; Ahammed, Z.; Ahmad, S.; Ahn, S. U.; Ahuja, I.; Akindinov, A.; 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.; Anaam, M. N.; Andrei, C.; Andreou, N.; Andronic, A.; 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.; Barbera, R.; Barile, F.; Barioglio, L.; Barlou, M.; Barman, B.; Barnaföldi, G. G.; Barnby, L. S.; 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, Y. A. V.; Bencedi, G.; 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.; Biernat, 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.; Bogdanov, A.; Boi, S.; 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.; Cai, M.; Caines, H.; Caliva, A.; Calvo Villar, E.; Camacho, J. M. M.; Camerini, P.; Canedo, F. D. M.; Carabas, M.; Carballo, A. A.; Carnesecchi, F.; Caron, R.; Carvalho, L. A. D.; Castillo Castellanos, J.; Catalano, F.; Ceballos Sanchez, C.; Chakaberia, I.; Chakraborty, P.; Chandra, S.; Chapeland, S.; Chartier, M.; Chattopadhyay, S.; Chattopadhyay, S.; Chavez, T. G.; Cheng, T.; Cheshkov, C.; Cheynis, B.; 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.; Cindolo, F.; 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.; Danisch, M. C.; Danu, A.; Das, P.; Das, P.; Das, S.; Dash, A. R.; Dash, S.; David, R. M. H.; 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.; 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.; Durkac, M.; 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.; Fecchio, P.; 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.; Flor, F.; Flores, A. N.; Foertsch, S.; Fokin, I.; Fokin, S.; 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.; Garcia, A. T.; Garcia, J. R. A.; Garcia-Solis, E.; Gargiulo, C.; Gasik, P.; 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.; 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.; Guzman, S. P.; Gwizdziel, K.; Gyulai, L.; Hadjidakis, C.; Haider, F. U.; Haidlova, S.; Hamagaki, H.; Hamdi, A.; Han, Y.; Hanley, B. G.; Hannigan, R.; Hansen, J.; Haque, M. R.; Harris, J. W.; Harton, A.; Hassan, H.; Hatzifotiadou, D.; Hauer, P.; Havener, L. B.; Heckel, S. T.; Hellbär, E.; Helstrup, H.; Hemmer, M.; Herman, T.; 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.; Hughes, C.; Huhn, P.; Huhta, L. M.; Humanic, T. J.; Hutson, A.; Hutter, D.; 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.; Jimenez, A. A. P.; Jonas, F.; Jones, D. M.; Jowett, J. M.; Jung, J.; Jung, M.; Junique, A.; Jusko, A.; Kabus, M. J.; Kaewjai, J.; Kalinak, P.; Kalteyer, A. S.; Kalweit, A.; Kaplin, V.; Karasu Uysal, A.; Karatovic, D.; Karavichev, O.; Karavicheva, T.; Karczmarczyk, P.; Karpechev, E.; 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.; Kileng, B.; Kim, B.; Kim, C.; Kim, D. J.; Kim, E. J.; Kim, J.; Kim, J. S.; Kim, J.; Kim, J.; Kim, M.; Kim, S.; Kim, T.; Kimura, K.; 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.; Knospe, A. G.; Kobdaj, C.; Kollegger, T.; Kondratyev, A.; Kondratyeva, N.; Kondratyuk, E.; Konig, J.; Konigstorfer, S. A.; Konopka, P. J.; Kornakov, G.; Koryciak, S. D.; Kotliarov, A.; Kovalenko, V.; Kowalski, M.; Kozhuharov, V.; Králik, I.; Kravčáková, A.; Krcal, L.; Krivda, M.; Krizek, F.; Krizkova Gajdosova, K.; Kroesen, M.; 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.; Kweon, M. J.; Kwon, Y.; La Pointe, S. L.; La Rocca, P.; Lakrathok, A.; Lamanna, M.; Langoy, R.; Larionov, P.; Laudi, E.; Lautner, L.; 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.; 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.; Lomker, J.; Loncar, P.; Lopez, X.; López Torres, E.; Lu, P.; Lugo, F. V.; Luhder, J. R.; Lunardon, M.; Luparello, G.; Y. G., Ma; Mager, M.; Maire, A.; 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.; 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.; Mayer, C.; Mazuecos, A. L.; Mazzaschi, F.; Mazzilli, M.; Mdhluli, J. E.; Melikyan, Y.; Menchaca-Rocha, A.; Mendez, J. E. M.; Meninno, E.; Menon, A. S.; Meres, M.; Mhlanga, S.; Miake, Y.; Micheletti, L.; Mihaylov, D. L.; Mikhaylov, K.; Mishra, A. 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.; 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.; Ogino, M.; Oh, S.; Ohlson, A.; Okorokov, V. A.; Oleniacz, J.; Oliveira Da Silva, A. C.; Onnerstad, A.; Oppedisano, C.; Ortiz Velasquez, A.; Otwinowski, J.; Oya, M.; Oyama, K.; Pachmayer, Y.; Padhan, S.; Pagano, D.; Paić, G.; Palasciano, A.; Panebianco, S.; Park, H.; Park, H.; Park, J.; Parkkila, J. E.; Patley, Y.; Patra, R. N.; Paul, B.; 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.; Pugelova, Z.; Qiu, S.; Quaglia, L.; Ragoni, S.; Rai, A.; Rakotozafindrabe, A.; Ramello, L.; Rami, F.; Ramirez, S. A. R.; Rancien, T. A.; 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.; 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.; Ristea, C.; Rodriguez, M. V.; Rodríguez Cahuantzi, M.; Røed, K.; Rogalev, R.; Rogochaya, E.; Rogoschinski, T. S.; Rohr, D.; Röhrich, D.; Rojas, P. F.; Rojas Torres, S.; Rokita, P. S.; Romanenko, G.; Ronchetti, F.; Rosano, A.; 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.; Rytkonen, H.; Ryu, J.; Rzesa, W.; Saarimaki, O. A. M.; Sadhu, S.; Sadovsky, S.; Saetre, J.; Šafařík, K.; Saha, P.; Saha, S. K.; Saha, S.; Sahoo, B.; 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.; Sarma, P.; Sarritzu, V.; Sarti, V. M.; Sas, M. H. P.; Sawan, S.; Schambach, J.; Scheid, H. S.; Schiaua, C.; Schicker, R.; 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.; Šerkšnytė, L.; Sevcenco, A.; Shaba, T. J.; Shabetai, A.; Shahoyan, R.; Shangaraev, A.; Sharma, 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.; Slupecki, M.; Smirnov, N.; Snellings, R. J. M.; Solheim, E. H.; Song, J.; Sonnabend, C.; 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.; 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.; Swain, 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.; Tejeda Muñoz, G.; Telesca, A.; Terlizzi, L.; Terrevoli, C.; Thakur, S.; Thomas, D.; Tikhonov, A.; Timmins, A. R.; Tkacik, M.; Tkacik, T.; Toia, A.; Tokumoto, R.; Tomohiro, K.; Topilskaya, N.; Toppi, M.; Tork, T.; Torres, V. V.; Torres Ramos, A. G.; Trifiró, A.; Triolo, A. S.; Tripathy, S.; Tripathy, T.; Trogolo, S.; Trubnikov, V.; Trzaska, W. H.; Trzcinski, T. P.; Tumkin, A.; Turrisi, R.; Tveter, T. S.; Ullaland, K.; Ulukutlu, B.; Uras, A.; 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.; 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, K.; 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.; Weyhmiller, S. L.; Wiechula, J.; Wikne, J.; Wilk, G.; Wilkinson, J.; Willems, G. A.; Windelband, B.; Winn, M.; Wright, J. R.; Wu, W.; Wu, Y.; Xu, R.; Yadav, A.; Yadav, A. K.; Yalcin, S.; Yamaguchi, Y.; Yang, S.; Yano, S.; Yin, Z.; Yoo, I. -K.; Yoon, J. H.; Yu, H.; Yuan, S.; Yuncu, A.; Zaccolo, V.; Zampolli, C.; Zanone, F.; Zardoshti, N.; Zarochentsev, A.; Závada, P.; Zaviyalov, N.; Zhalov, M.; Zhang, B.; Zhang, C.; Zhang, L.; Zhang, S.; Zhang, X.; Zhang, Y.; Zhang, Z.; Zhao, M.; Zherebchevskii, V.; Zhi, Y.; Zhou, D.; Zhou, Y.; Zhu, J.; Zhu, Y.; Zugravel, S. C.

doi:10.1007/jhep12(2023)086

Measurements of the production cross sections of prompt D0, D+, D∗+, D+s, Λ+c , and Ξ+c charm hadrons at midrapidity in proton-proton collisions at √s = 13 TeV with the ALICE detector are presented. The D-meson cross sections as a function of transverse momentum (pT) are provided with improved precision and granularity. The ratios of pT-differential meson production cross sections based on this publication and on measurements at different rapidity and collision energy provide a constraint on gluon parton distribution functions at low values of Bjorken-x (10−5–10−4). The measurements of Λ+c (Ξ+c ) baryon production extend the measured pT intervals down to pT = 0(3) GeV/c. These measurements are used to determine the charm-quark fragmentation fractions and the cc production cross section at midrapidity (|y|< 0.5) based on the sum of the cross sections of the weakly-decaying ground-state charm hadrons D0, D+, D+s , Λ+c , Ξ0c and, for the first time, Ξ+c , and of the strongly-decaying J/ψ mesons. The first measurements of Ξ+c and Σ0,++c fragmentation fractions at midrapidity are also reported. A significantly larger fraction of charm quarks hadronising to baryons is found compared to e+e− and ep collisions. The cc production cross section at midrapidity is found to be at the upper bound of state-of-the-art perturbative QCD calculations.