Abstract
The first measurement of the polarisation of coherently photoproduced J/ψ mesons in ultra-peripheral Pb–Pb collisions, using data at sNN=5.02 TeV, is presented. The J/ψ meson is measured via its dimuon decay channel in the forward rapidity interval −4.0<y<−2.5 using the ALICE detector at the CERN LHC. An event sample corresponding to an integrated luminosity of 750 μb−1 ± 5% (syst) is analysed. Hadronic activity is highly suppressed since the interaction is mediated by a photon. The polar and azimuthal angle distributions of the decay muons are measured, and the polarisation parameters λθ, λφ, λθφ are extracted. The analysis is carried out in the helicity frame. The results are found to be consistent with a transversely polarised J/ψ. These values are compared with previous measurements by the H1 and ZEUS experiments. The polarisation parameters of coherent J/ψ photoproduction in Pb–Pb collisions are found to be consistent with the s-channel helicity conservation hypothesis.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 139466 |
| Journal | Physics Letters B |
| Volume | 865 |
| DOIs | |
| State | Published - Jun 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. Alikhanyan National Science Laboratory (Yerevan Physics Institute) Foundation (ANSL), State Committee of Science and World Federation of Scientists (WFS), Armenia; Austrian Academy of Sciences, Austrian Science Fund (FWF): [M 2467-N36] and Nationalstiftung für Forschung, Technologie und Entwicklung, Austria; Ministry of Communications and High Technologies, National Nuclear Research Center, Azerbaijan; Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) and Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Brazil; Bulgarian Ministry of Education and Science, within the National Roadmap for Research Infrastructures 2020-2027 (object CERN), Bulgaria; Ministry of Education of China (MOEC), Ministry of Science & Technology of China (MSTC) and National Natural Science Foundation of China (NSFC), China; Ministry of Science and Education and Croatian Science Foundation, Croatia; Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN), Cubaenergía, Cuba; Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic, Czech Republic; The Danish Council for Independent Research | Natural Sciences, the Villum Fonden and Danish National Research Foundation (DNRF), Denmark; Helsinki Institute of Physics (HIP), Finland; Commissariat à l'Énergie Atomique (CEA) and Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules (IN2P3) and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), France; Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) and GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Germany; General Secretariat for Research and Technology, Ministry of Education, Research and Religions, Greece; National Research, Development and Innovation Office, Hungary; Department of Atomic Energy, Government of India (DAE), Department of Science and Technology, Government of India (DST), University Grants Commission, Government of India (UGC) and Council of Scientific and Industrial Research (CSIR), India; National Research and Innovation Agency - BRIN, Indonesia; Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Italy; Japanese Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT) and Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) KAKENHI, Japan; Consejo Nacional de Ciencia (CONACYT) y Tecnología, through Fondo de Cooperación Internacional en Ciencia y Tecnología (FONCICYT) and Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA), Mexico; Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO), Netherlands; The Research Council of Norway, Norway; Commission on Science and Technology for Sustainable Development in the South (COMSATS), Pakistan; Pontificia Universidad Católica del Perú, Peru; Ministry of Education and Science, National Science Centre and WUT ID-UB, Poland; Korea Institute of Science and Technology Information and National Research Foundation of Korea (NRF), Republic of Korea; Ministry of Education and Scientific Research, Institute of Atomic Physics, Ministry of Research and Innovation and Institute of Atomic Physics and Universitatea Nationala de Stiinta si Tehnologie Politehnica Bucuresti, Romania; Ministry of Education, Science, Research and Sport of the Slovak Republic, Slovakia; National Research Foundation of South Africa, South Africa; Swedish Research Council (VR) and Knut & Alice Wallenberg Foundation (KAW), Sweden; European Organization for Nuclear Research, Switzerland; Suranaree University of Technology (SUT), National Science and Technology Development Agency (NSTDA) and National Science, Research and Innovation Fund (NSRF via PMU-B B05F650021), Thailand; Turkish Energy, Nuclear and Mineral Research Agency (TENMAK), Turkey; National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine; Science and Technology Facilities Council (STFC), United Kingdom; National Science Foundation of the United States of America (NSF) and United States Department of Energy, Office of Nuclear Physics (DOE NP), United States of America. 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In: Physics Letters B, Vol. 865, 139466, 06.2025.
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T1 - First polarisation measurement of coherently photoproduced J/ψ in ultra-peripheral Pb–Pb collisions at sNN=5.02 TeV
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AU - Pereira, L. G.
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AU - Perez, G. M.
AU - Perrin, S.
AU - Pestov, Y.
AU - Petráček, V.
AU - Petrov, V.
AU - Petrovici, M.
AU - Pezzi, R. P.
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 - 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 - Pugelova, Z.
AU - Qiu, S.
AU - Quaglia, L.
AU - Quishpe, R. E.
AU - Ragoni, S.
AU - Rakotozafindrabe, A.
AU - Ramello, L.
AU - Rami, F.
AU - Rancien, T. A.
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 - Rescakova, Z.
AU - Reygers, K.
AU - Riabov, A.
AU - Riabov, V.
AU - Ricci, R.
AU - Richter, M.
AU - Riedel, A. A.
AU - Riegler, W.
AU - Ristea, C.
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, P. F.
AU - Rojas Torres, S.
AU - Rokita, P. S.
AU - Romanenko, G.
AU - Ronchetti, F.
AU - Rosano, A.
AU - Rosas, E. D.
AU - Roslon, K.
AU - Rossi, A.
AU - Roy, A.
AU - Roy, S.
AU - Rubini, N.
AU - Ruggiano, D.
AU - Rui, R.
AU - Rumyantsev, B.
AU - Russek, P. G.
AU - Russo, R.
AU - Rustamov, A.
AU - Ryabinkin, E.
AU - Ryabov, Y.
AU - Rybicki, A.
AU - Rytkonen, H.
AU - Rzesa, W.
AU - Saarimaki, O. A.M.
AU - Sadek, R.
AU - Sadhu, S.
AU - Sadovsky, S.
AU - Saetre, J.
AU - Šafařík, K.
AU - Saha, S. K.
AU - Saha, S.
AU - Sahoo, B.
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 - Sanna, I.
AU - Saramela, T. B.
AU - Sarkar, D.
AU - Sarkar, N.
AU - Sarma, P.
AU - Sarritzu, V.
AU - Sarti, V. M.
AU - Sas, M. H.P.
AU - Schambach, J.
AU - Scheid, H. S.
AU - Schiaua, C.
AU - Schicker, R.
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 - Schwarz, K.
AU - Schweda, K.
AU - Scioli, G.
AU - Scomparin, E.
AU - Seger, J. E.
AU - Sekiguchi, Y.
AU - Sekihata, D.
AU - Selyuzhenkov, I.
AU - Senyukov, S.
AU - Seo, J. J.
AU - Serebryakov, D.
AU - Šerkšnytė, L.
AU - Sevcenco, A.
AU - Shaba, T. J.
AU - Shabetai, A.
AU - Shahoyan, R.
AU - Shangaraev, A.
AU - Sharma, A.
AU - Sharma, B.
AU - Sharma, D.
AU - Sharma, H.
AU - Sharma, M.
AU - Sharma, S.
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, 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 - Slupecki, M.
AU - Smirnov, N.
AU - Snellings, R. J.M.
AU - Solheim, E. H.
AU - Song, J.
AU - Songmoolnak, A.
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 - Stiefelmaier, S. F.
AU - Stocco, D.
AU - Storehaug, I.
AU - Stratmann, P.
AU - Strazzi, S.
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 - Swain, S.
AU - Szarka, I.
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 - Tejeda Muñoz, G.
AU - Telesca, A.
AU - Terlizzi, L.
AU - Terrevoli, C.
AU - Thakur, S.
AU - Thomas, D.
AU - Tikhonov, A.
AU - Timmins, A. R.
AU - Tkacik, M.
AU - Tkacik, T.
AU - Toia, A.
AU - Tokumoto, R.
AU - Topilskaya, N.
AU - Toppi, M.
AU - Torales-Acosta, F.
AU - Tork, T.
AU - Torres Ramos, A. G.
AU - Trifiró, A.
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 - Tumkin, A.
AU - Turrisi, R.
AU - Tveter, T. S.
AU - Ullaland, K.
AU - Ulukutlu, B.
AU - Uras, A.
AU - Urioni, M.
AU - Usai, G. L.
AU - Vala, M.
AU - Valle, N.
AU - van Doremalen, L. V.R.
AU - Van Hulse, C.
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 - Vasileiou, M.
AU - Vasiliev, A.
AU - Vázquez Doce, O.
AU - Vazquez Rueda, O.
AU - Vechernin, V.
AU - Vercellin, E.
AU - Vergara Limón, S.
AU - Vermunt, L.
AU - Vértesi, R.
AU - Verweij, M.
AU - Vickovic, L.
AU - Vilakazi, Z.
AU - Villalobos Baillie, O.
AU - Villani, A.
AU - Vino, G.
AU - Vinogradov, A.
AU - Virgili, T.
AU - Virta, M. M.O.
AU - Vislavicius, V.
AU - Vodopyanov, A.
AU - Volkel, B.
AU - Völkl, M. A.
AU - Voloshin, K.
AU - Voloshin, S. A.
AU - Volpe, G.
AU - von Haller, B.
AU - Vorobyev, I.
AU - Vozniuk, N.
AU - Vrláková, J.
AU - Wang, C.
AU - Wang, D.
AU - Wang, Y.
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 - Xu, R.
AU - Yadav, A.
AU - Yadav, A. K.
AU - Yalcin, S.
AU - Yamaguchi, Y.
AU - Yang, S.
AU - Yano, S.
AU - Yin, Z.
AU - Yoo, I. K.
AU - Yoon, J. 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, L.
AU - Zhang, M.
AU - Zhang, S.
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, Y.
AU - Zugravel, S. C.
AU - Zurlo, N.
N1 - Publisher Copyright: © 2025 CERN for the benefit of the ALICE Collaboration
PY - 2025/6
Y1 - 2025/6
N2 - The first measurement of the polarisation of coherently photoproduced J/ψ mesons in ultra-peripheral Pb–Pb collisions, using data at sNN=5.02 TeV, is presented. The J/ψ meson is measured via its dimuon decay channel in the forward rapidity interval −4.0−1 ± 5% (syst) is analysed. Hadronic activity is highly suppressed since the interaction is mediated by a photon. The polar and azimuthal angle distributions of the decay muons are measured, and the polarisation parameters λθ, λφ, λθφ are extracted. The analysis is carried out in the helicity frame. The results are found to be consistent with a transversely polarised J/ψ. These values are compared with previous measurements by the H1 and ZEUS experiments. The polarisation parameters of coherent J/ψ photoproduction in Pb–Pb collisions are found to be consistent with the s-channel helicity conservation hypothesis.
AB - The first measurement of the polarisation of coherently photoproduced J/ψ mesons in ultra-peripheral Pb–Pb collisions, using data at sNN=5.02 TeV, is presented. The J/ψ meson is measured via its dimuon decay channel in the forward rapidity interval −4.0−1 ± 5% (syst) is analysed. Hadronic activity is highly suppressed since the interaction is mediated by a photon. The polar and azimuthal angle distributions of the decay muons are measured, and the polarisation parameters λθ, λφ, λθφ are extracted. The analysis is carried out in the helicity frame. The results are found to be consistent with a transversely polarised J/ψ. These values are compared with previous measurements by the H1 and ZEUS experiments. The polarisation parameters of coherent J/ψ photoproduction in Pb–Pb collisions are found to be consistent with the s-channel helicity conservation hypothesis.
UR - https://www.scopus.com/pages/publications/105003226807
U2 - 10.1016/j.physletb.2025.139466
DO - 10.1016/j.physletb.2025.139466
M3 - Article
AN - SCOPUS:105003226807
SN - 0370-2693
VL - 865
JO - Physics Letters B
JF - Physics Letters B
M1 - 139466
ER -