Energy dependence of $\phi $ meson production at forward rapidity in pp collisions at the LHC
2 IJCLab - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie
3 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
4 LPC - Laboratoire de Physique de Clermont
5 IPHC - Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien
6 IP2I Lyon - Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon
7 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
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Résumé
The production of $\phi $ mesons has been studied in pp collisions at LHC energies with the ALICE detector via the dimuon decay channel in the rapidity region $2.5< y < 4$. Measurements of the differential cross section $\mathrm{d}^2\sigma /\mathrm{d}y \mathrm{d}p_{\mathrm {T}}$ are presented as a function of the transverse momentum ($p_{\mathrm {T}}$) at the center-of-mass energies $\sqrt{s}=5.02$, 8 and 13 TeV and compared with the ALICE results at midrapidity. The differential cross sections at $\sqrt{s}=5.02$ and 13 TeV are also studied in several rapidity intervals as a function of $p_{\mathrm {T}}$, and as a function of rapidity in three $p_{\mathrm {T}}$ intervals. A hardening of the $p_{\mathrm {T}}$-differential cross section with the collision energy is observed, while, for a given energy, $p_{\mathrm {T}}$ spectra soften with increasing rapidity and, conversely, rapidity distributions get slightly narrower at increasing $p_{\mathrm {T}}$. The new results, complementing the published measurements at $\sqrt{s}=2.76$ and 7 TeV, allow one to establish the energy dependence of $\phi $ meson production and to compare the measured cross sections with phenomenological models. None of the considered models manages to describe the evolution of the cross section with $p_{\mathrm {T}}$ and rapidity at all the energies.