Abstract
The coherent J/ ψ photoproduction cross section is measured for the first time at midrapidity in peripheral to semicentral Pb−Pb collisions at sNN=5.02 TeV. The centrality differential cross section d σ /d y is reported for the centrality range 40–90%, together with the doubly-differential cross section d2 σ /d y d p T, extracted in two peripheral centrality classes. The J/ ψ mesons are reconstructed in the dielectron channel, in the rapidity interval | y | < 0.9 using the ALICE central barrel detectors. The J/ ψ cross section at midrapidity is statistically compatible to the earlier ALICE measurement at forward rapidity and at the same centre-of-mass energy, and shows only a mild centrality dependence over the covered range. Several sets of theoretical calculations taking into account the hadronic overlap in the collisions but ignoring possible final-state effects from a hot expanding medium are found to give a fairly good description of the current measurements within uncertainties.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 139952 |
| Journal | Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics |
| Volume | 871 |
| DOIs | |
| State | Published - Dec 2025 |
Funding
The ALICE Collaboration would like to thank all its engineers and technicians for their invaluable contributions to the construction of the experiment and the CERN accelerator teams for the outstanding performance of the LHC complex. The ALICE Collaboration gratefully acknowledges the resources and support provided by all Grid centres and the Worldwide LHC Computing Grid (WLCG) collaboration. The ALICE Collaboration acknowledges the following funding agencies for their support in building and running the ALICE detector: A. I. 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Keywords
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- Coherent photoproduction
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T1 - Coherent J/ψ photoproduction at midrapidity in Pb−Pb collisions at sNN=5.02 TeV
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AU - Oleniacz, J.
AU - Onnerstad, A.
AU - Oppedisano, C.
AU - Ortiz Velasquez, A.
AU - Otwinowski, J.
AU - Oya, M.
AU - Oyama, K.
AU - Pachmayer, Y.
AU - Padhan, S.
AU - Pagano, D.
AU - Paić, G.
AU - Paisano-Guzmán, S.
AU - Palasciano, A.
AU - Panasenko, I.
AU - Panebianco, S.
AU - Pantouvakis, C.
AU - Park, H.
AU - Park, H.
AU - Park, J.
AU - Parkkila, J. E.
AU - Patley, Y.
AU - Patra, R. N.
AU - Paul, B.
AU - Pei, H.
AU - Peitzmann, T.
AU - Peng, X.
AU - Pennisi, M.
AU - Perciballi, S.
AU - Peresunko, D.
AU - Perez, G. M.
AU - Pestov, Y.
AU - Petersen, M. T.
AU - Petrov, V.
AU - Petrovici, M.
AU - Piano, S.
AU - Pikna, M.
AU - Pillot, P.
AU - Pinazza, O.
AU - Pinsky, L.
AU - Pinto, C.
AU - Pisano, S.
AU - Płoskoń, M.
AU - Planinic, M.
AU - Pliquett, F.
AU - Plociennik, D. K.
AU - Poghosyan, M. G.
AU - Polichtchouk, B.
AU - Politano, S.
AU - Poljak, N.
AU - Pop, A.
AU - Porteboeuf-Houssais, S.
AU - Pozdniakov, V.
AU - Pozos, I. Y.
AU - Pradhan, K. K.
AU - Prasad, S. K.
AU - Prasad, S.
AU - Preghenella, R.
AU - Prino, F.
AU - Pruneau, C. A.
AU - Pshenichnov, I.
AU - Puccio, M.
AU - Pucillo, S.
AU - Qiu, S.
AU - Quaglia, L.
AU - Radhakrishnan, A. M.K.
AU - Ragoni, S.
AU - Rai, A.
AU - Rakotozafindrabe, A.
AU - Ramello, L.
AU - Rami, F.
AU - Rasa, M.
AU - Räsänen, S. S.
AU - Rath, R.
AU - Rauch, M. P.
AU - Ravasenga, I.
AU - Read, K. F.
AU - Reckziegel, C.
AU - Redelbach, A. R.
AU - Redlich, K.
AU - Reetz, C. A.
AU - Regules-Medel, H. D.
AU - Rehman, A.
AU - Reidt, F.
AU - Reme-Ness, H. A.
AU - Reygers, K.
AU - Riabov, A.
AU - Riabov, V.
AU - Ricci, R.
AU - Richter, M.
AU - Riedel, A. A.
AU - Riegler, W.
AU - Riffero, A. G.
AU - Rignanese, M.
AU - Ripoli, C.
AU - Ristea, C.
AU - Rodriguez, M. V.
AU - Rodríguez Cahuantzi, M.
AU - Rodríguez Ramírez, S. A.
AU - Røed, K.
AU - Rogalev, R.
AU - Rogochaya, E.
AU - Rogoschinski, T. S.
AU - Rohr, D.
AU - Röhrich, D.
AU - Rojas Torres, S.
AU - Rokita, P. S.
AU - Romanenko, G.
AU - Ronchetti, F.
AU - Rosas, E. D.
AU - Roslon, K.
AU - Rossi, A.
AU - Roy, A.
AU - Roy, S.
AU - Rubini, N.
AU - Rudolph, J. A.
AU - Ruggiano, D.
AU - Rui, R.
AU - Russek, P. G.
AU - Russo, R.
AU - Rustamov, A.
AU - Ryabinkin, E.
AU - Ryabov, Y.
AU - Rybicki, A.
AU - Ryu, J.
AU - Rzesa, W.
AU - Sabiu, B.
AU - Sadovsky, S.
AU - Saetre, J.
AU - Šafařík, K.
AU - Saha, S.
AU - Sahoo, B.
AU - Sahoo, R.
AU - Sahoo, S.
AU - Sahu, D.
AU - Sahu, P. K.
AU - Saini, J.
AU - Sajdakova, K.
AU - Sakai, S.
AU - Salvan, M. P.
AU - Sambyal, S.
AU - Samitz, D.
AU - Sanna, I.
AU - Saramela, T. B.
AU - Sarkar, D.
AU - Sarma, P.
AU - Sarritzu, V.
AU - Sarti, V. M.
AU - Sas, M. H.P.
AU - Sawan, S.
AU - Scapparone, E.
AU - Schambach, J.
AU - Scheid, H. S.
AU - Schiaua, C.
AU - Schicker, R.
AU - Schlepper, F.
AU - Schmah, A.
AU - Schmidt, C.
AU - Schmidt, H. R.
AU - Schmidt, M. O.
AU - Schmidt, M.
AU - Schmidt, N. V.
AU - Schmier, A. R.
AU - Schotter, R.
AU - Schröter, A.
AU - Schukraft, J.
AU - Schweda, K.
AU - Scioli, G.
AU - Scomparin, E.
AU - Seger, J. E.
AU - Sekiguchi, Y.
AU - Sekihata, D.
AU - Selina, M.
AU - Selyuzhenkov, I.
AU - Senyukov, S.
AU - Seo, J. J.
AU - Serebryakov, D.
AU - Serkin, L.
AU - Šerkšnytė, L.
AU - Sevcenco, A.
AU - Shaba, T. J.
AU - Shabetai, A.
AU - Shahoyan, R.
AU - Shangaraev, A.
AU - Sharma, B.
AU - Sharma, D.
AU - Sharma, H.
AU - Sharma, M.
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AU - Sharma, S.
AU - Sharma, U.
AU - Shatat, A.
AU - Sheibani, O.
AU - Shigaki, K.
AU - Shimomura, M.
AU - Shin, J.
AU - Shirinkin, S.
AU - Shou, Q.
AU - Sibiriak, Y.
AU - Siddhanta, S.
AU - Siemiarczuk, T.
AU - Silva, T. F.
AU - Silvermyr, D.
AU - Simantathammakul, T.
AU - Simeonov, R.
AU - Singh, B.
AU - Singh, B.
AU - Singh, K.
AU - Singh, R.
AU - Singh, R.
AU - Singh, R.
AU - Singh, S.
AU - Singh, V. K.
AU - Singhal, V.
AU - Sinha, T.
AU - Sitar, B.
AU - Sitta, M.
AU - Skaali, T. B.
AU - Skorodumovs, G.
AU - Smirnov, N.
AU - Snellings, R. J.M.
AU - Solheim, E. H.
AU - Song, J.
AU - Sonnabend, C.
AU - Sonneveld, J. M.
AU - Soramel, F.
AU - Soto-Hernandez, A. B.
AU - Spijkers, R.
AU - Sputowska, I.
AU - Staa, J.
AU - Stachel, J.
AU - Stan, I.
AU - Steffanic, P. J.
AU - Stellhorn, T.
AU - Stiefelmaier, S. F.
AU - Stocco, D.
AU - Storehaug, I.
AU - Strangmann, N. J.
AU - Stratmann, P.
AU - Strazzi, S.
AU - Sturniolo, A.
AU - Stylianidis, C. P.
AU - Suaide, A. A.P.
AU - Suire, C.
AU - Sukhanov, M.
AU - Suljic, M.
AU - Sultanov, R.
AU - Sumberia, V.
AU - Sumowidagdo, S.
AU - Szymkowski, M.
AU - Taghavi, S. F.
AU - Taillepied, G.
AU - Takahashi, J.
AU - Tambave, G. J.
AU - Tang, S.
AU - Tang, Z.
AU - Tapia Takaki, J. D.
AU - Tapus, N.
AU - Tarasovicova, L. A.
AU - Tarzila, M. G.
AU - Tassielli, G. F.
AU - Tauro, A.
AU - Tavira García, A.
AU - Muñoz, G. Tejeda
AU - Terlizzi, L.
AU - Terrevoli, C.
AU - Thakur, S.
AU - Thomas, D.
AU - Tikhonov, A.
AU - Tiltmann, N.
AU - Timmins, A. R.
AU - Tkacik, M.
AU - Tkacik, T.
AU - Toia, A.
AU - Tokumoto, R.
AU - Tomassini, S.
AU - Tomohiro, K.
AU - Topilskaya, N.
AU - Toppi, M.
AU - Torres, V. V.
AU - Ramos, A. G.Torres
AU - Trifiró, A.
AU - Triloki, T.
AU - Triolo, A. S.
AU - Tripathy, S.
AU - Tripathy, T.
AU - Trogolo, S.
AU - Trubnikov, V.
AU - Trzaska, W. H.
AU - Trzcinski, T. P.
AU - Tsolanta, C.
AU - Tu, R.
AU - Tumkin, A.
AU - Turrisi, R.
AU - Tveter, T. S.
AU - Ullaland, K.
AU - Ulukutlu, B.
AU - Upadhyaya, S.
AU - Uras, A.
AU - Urioni, M.
AU - Usai, G. L.
AU - Vala, M.
AU - Valle, N.
AU - van Doremalen, L. V.R.
AU - van Leeuwen, M.
AU - van Veen, C. A.
AU - van Weelden, R. J.G.
AU - Vande Vyvre, P.
AU - Varga, D.
AU - Varga, Z.
AU - Torres, P. Vargas
AU - Vasileiou, M.
AU - Vasiliev, A.
AU - Vázquez Doce, O.
AU - Vazquez Rueda, O.
AU - Vechernin, V.
AU - Vercellin, E.
AU - Vergara Limón, S.
AU - Verma, R.
AU - Vermunt, L.
AU - Vértesi, R.
AU - Verweij, M.
AU - Vickovic, L.
AU - Vilakazi, Z.
AU - Villalobos Baillie, O.
AU - Villani, A.
AU - Vinogradov, A.
AU - Virgili, T.
AU - Virta, M. M.O.
AU - Vodopyanov, A.
AU - Volkel, B.
AU - Völkl, M. A.
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AU - Volpe, G.
AU - von Haller, B.
AU - Vorobyev, I.
AU - Vozniuk, N.
AU - Vrláková, J.
AU - Wan, J.
AU - Wang, C.
AU - Wang, D.
AU - Wang, Y.
AU - Wang, Y.
AU - Wang, Z.
AU - Wegrzynek, A.
AU - Weiglhofer, F. T.
AU - Wenzel, S. C.
AU - Wessels, J. P.
AU - Wiechula, J.
AU - Wikne, J.
AU - Wilk, G.
AU - Wilkinson, J.
AU - Willems, G. A.
AU - Windelband, B.
AU - Winn, M.
AU - Wright, J. R.
AU - Wu, W.
AU - Wu, Y.
AU - Xiong, Z.
AU - Xu, R.
AU - Yadav, A.
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AU - Yamaguchi, Y.
AU - Yang, S.
AU - Yano, S.
AU - Yeats, E. R.
AU - Yin, Z.
AU - Yoo, I. K.
AU - Yoon, J. H.
AU - Yu, H.
AU - Yuan, S.
AU - Yuncu, A.
AU - Zaccolo, V.
AU - Zampolli, C.
AU - Zanone, F.
AU - Zardoshti, N.
AU - Zarochentsev, A.
AU - Závada, P.
AU - Zaviyalov, N.
AU - Zhalov, M.
AU - Zhang, B.
AU - Zhang, C.
AU - Zhang, L.
AU - Zhang, M.
AU - Zhang, M.
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AU - Zhang, X.
AU - Zhang, Y.
AU - Zhang, Z.
AU - Zhao, M.
AU - Zherebchevskii, V.
AU - Zhi, Y.
AU - Zhou, D.
AU - Zhou, Y.
AU - Zhu, J.
AU - Zhu, S.
AU - Zhu, Y.
AU - Zugravel, S. C.
AU - Zurlo, N.
N1 - Publisher Copyright: © 2025 The Authors.
PY - 2025/12
Y1 - 2025/12
N2 - The coherent J/ ψ photoproduction cross section is measured for the first time at midrapidity in peripheral to semicentral Pb−Pb collisions at sNN=5.02 TeV. The centrality differential cross section d σ /d y is reported for the centrality range 40–90%, together with the doubly-differential cross section d2 σ /d y d p T, extracted in two peripheral centrality classes. The J/ ψ mesons are reconstructed in the dielectron channel, in the rapidity interval | y | < 0.9 using the ALICE central barrel detectors. The J/ ψ cross section at midrapidity is statistically compatible to the earlier ALICE measurement at forward rapidity and at the same centre-of-mass energy, and shows only a mild centrality dependence over the covered range. Several sets of theoretical calculations taking into account the hadronic overlap in the collisions but ignoring possible final-state effects from a hot expanding medium are found to give a fairly good description of the current measurements within uncertainties.
AB - The coherent J/ ψ photoproduction cross section is measured for the first time at midrapidity in peripheral to semicentral Pb−Pb collisions at sNN=5.02 TeV. The centrality differential cross section d σ /d y is reported for the centrality range 40–90%, together with the doubly-differential cross section d2 σ /d y d p T, extracted in two peripheral centrality classes. The J/ ψ mesons are reconstructed in the dielectron channel, in the rapidity interval | y | < 0.9 using the ALICE central barrel detectors. The J/ ψ cross section at midrapidity is statistically compatible to the earlier ALICE measurement at forward rapidity and at the same centre-of-mass energy, and shows only a mild centrality dependence over the covered range. Several sets of theoretical calculations taking into account the hadronic overlap in the collisions but ignoring possible final-state effects from a hot expanding medium are found to give a fairly good description of the current measurements within uncertainties.
KW - Charmonium
KW - Coherent photoproduction
KW - Ultra peripheral heavy-ion collisions
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U2 - 10.1016/j.physletb.2025.139952
DO - 10.1016/j.physletb.2025.139952
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SN - 0370-2693
VL - 871
JO - Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics
JF - Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics
M1 - 139952
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