Associated production of J/ψ and D∗ in pp collisions at √ s = 13 TeV with the full Run 2 data in CMS detector and CMS-RPC upgrade project studies

Abstract

Nesse trabalho, dois tópicos principais são abordados. O primeiro tópico é relacionado ao projeto de atualização das câmaras de placas resistivas (RPC, do inglês Resistive Plate Chamber) do experimento solenóide de múon compacto (CMS, do inglês Compact Muon Solenoid), em que dois subtópicos principais são estudados. No primeiro subtópico, o desempenho de misturas gasosas ambientamente amigáveis para as RPCs. O desempenho de duas misturas (HFO (35%), CO2 (60%), i-C4H10 (4%), SF6 (1%) and HFO (25%), CO2 (69%),i-C4H10 (5%), SF6 (1%)) que são baseadas em CO2-tetrafluoropropeno é comparado com o desempenho da mistura padrão (C2H2F4 (95.2%), i-C4H10 (4.5%), SF6 (0.3%)) usada nas RPCs do CMS. O desempenho das duas misturas alternativas é um pouco mais baixo do que o desempenho da mistura padrão. Mesmo assim, elas podem ser classificadas como boas candidatas e mais testes devem ser realizados para validar a operação a longo prazo. No segundo subtópico, o estudo do envelhecimento de um protótipo de iRPC é discutido. As tomadas de dados são realizadas na instalação de radiação gama (GIF++, do inglês Gamma Irradiation Facility), um local que combina uma fonte de 14 TBq 137Cs com um feixe de partículas de alta energia. Os resultatos de desempenho durante os testes com o feixe de partícula são satisfatórios. No entanto, durante a operação de longo termo a corrente de um dos volumes de gás (gas gap) começou a aumentar após um acúmulo de carga integrada de 50 mC/cm2. A causa do aumento ainda está sendo estudada. No segundo tópico, a produção associada de J/ψ e D∗ em colisões pp em √s = 13 TeV com a segunda tomada de dados do detector CMS é analisada. Essa é a primeira vez que essa medida foi realizada. A seção de choque foi medida na região fiducial 4 < p D∗ T < 60 GeV/c, |y D∗ | < 2.1, 25 < p J/ψ T < 100 GeV/c, |y J/ψ| < 1.2 em 585 ± 6 (stat) ± 52 (sys) pb, em que a fração devida à contribuição de duplo espalhamento partônico foi estimada em 97.5%. Nesse cenário, a seção de choque efetiva resultante é 2.53+0.09−0.08 (stat) +0.25−0.29 (sys) mb.