Study of exclusive photoproduction of charmonium in ultra-peripheral lead-lead collisions

Aaij, R. et al. (2023) Study of exclusive photoproduction of charmonium in ultra-peripheral lead-lead collisions. Journal of High Energy Physics, 2023(6), 146. (doi: 10.1007/JHEP06(2023)146)

Abstract

The cross-sections of exclusive (coherent) photoproduction J/ψ and ψ(2S) mesons in ultra-peripheral PbPb collisions at a nucleon-nucleon centre-of-mass energy of 5.02 TeV are measured using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 228 ± 10 μb−1, collected by the LHCb experiment in 2018. The differential cross-sections are measured separately as a function of transverse momentum and rapidity in the nucleus-nucleus centre-of-mass frame for J/ψ and ψ(2S) mesons. The integrated cross-sections are measured to be σJ/ψcoh = 5.965 ± 0.059 ± 0.232 ± 0.262 mb and σψ2Scoh = 0.923 ± 0.086 ± 0.028 ± 0.040 mb, where the first listed uncertainty is statistical, the second systematic and the third due to the luminosity determination. The cross-section ratio is measured to be σψ2Scoh/σJ/ψcoh = 0.155 ± 0.014 ± 0.003, where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. These results are compatible with theoretical predictions.

• Item Type: Articles
• Keywords: Heavy ion experiments, photon production, heavy-ion collision, quarkonium.
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Seman Bobulska, Dana and Alexander, Dr Michael and Soler, Professor Paul and Robertson, Mr Gary and Schiller, Dr Manuel and Friday, David and Coombs, George and Spradlin, Dr Patrick and Cooke, Miss Naomi and Petric, Dr Marko and Eklund, Prof Lars and Longstaff, Iain Richard and Grillo, Dr Lucia and Douglas, Lauren and McHugh, Niall and Whitehead, Dr Mark
• Authors: Aaij, R., Abdelmotteleb, A. S. W., Abellan Beteta, C., Abudinén, F., Ackernley, T., Adeva, B., Adinolfi, M., Afsharnia, H., Agapopoulou, C., Aidala, C. A., Aiola, S., Ajaltouni, Z., Akar, S., Akiba, K., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Aliouche, Z., Alvarez Cartelle, P., Amalric, R., Amato, S., Amey, J. L., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andersson, M., Andreianov, A., Andreotti, M., Andreou, D., Ao, D., Archilli, F., Artamonov, A., Artuso, M., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bachmann, S., Bachmayer, M., Back, J. J., Bailly-reyre, A., Baladron Rodriguez, P., Balagura, V., Baldini, W., Baptista de Souza Leite, J., Barbetti, M., Barlow, R. J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Baryshnikov, F., Basels, J. M., Bassi, G., Batsukh, B., Battig, A., Bay, A., Beck, A., Becker, M., Bedeschi, F., Bediaga, I. 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• Journal Name: Journal of High Energy Physics
• Publisher: Springer
• ISSN: 1126-6708
• ISSN (Online): 1029-8479
• Published Online: 23 June 2023
• Copyright Holders: Copyright © 2023 CERN, for the benefit of the LHCb Collaboration
• First Published: First published in Journal of High Energy Physics 2023(6): 146
• Publisher Policy: Reproduced under a Creative Commons License