Abstract
In ultraperipheral relativistic heavy-ion collisions, a photon from the electromagnetic field of one nucleus can fluctuate to a quark-antiquark pair and scatter from the other nucleus, emerging as a ρ0. The ρ0 production occurs in two well-separated (median impact parameters of 20 and 40 F for the cases considered here) nuclei, so the system forms a two-source interferometer. At low transverse momenta, the two amplitudes interfere destructively, suppressing ρ0 production. Since the ρ0 decays before the production amplitudes from the two sources can overlap, the two-pion system can only be described with an entangled nonlocal wave function, and is thus an example of the Einstein-Podolsky-Rosen paradox. We observe this suppression in 200 GeV per nucleon-pair gold-gold collisions. The interference is 87%±5%(stat.) ±8%(syst.) of the expected level. This translates into a limit on decoherence due to wave function collapse or other factors of 23% at the 90% confidence level.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 112301 |
| Journal | Physical Review Letters |
| Volume | 102 |
| Issue number | 11 |
| DOIs | |
| State | Published - Mar 16 2009 |
| Externally published | Yes |
Funding
| Funders | Funder number |
|---|---|
| Science and Technology Facilities Council | PP/F001061/1 |
| Science and Technology Facilities Council |
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In: Physical Review Letters, Vol. 102, No. 11, 112301, 16.03.2009.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Observation of two-source interference in the photoproduction reaction AuAu→AuAuρ0
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AU - Zhang, Z. P.
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AU - Zoulkarneev, R.
AU - Zoulkarneeva, Y.
AU - Zuo, J. X.
PY - 2009/3/16
Y1 - 2009/3/16
N2 - In ultraperipheral relativistic heavy-ion collisions, a photon from the electromagnetic field of one nucleus can fluctuate to a quark-antiquark pair and scatter from the other nucleus, emerging as a ρ0. The ρ0 production occurs in two well-separated (median impact parameters of 20 and 40 F for the cases considered here) nuclei, so the system forms a two-source interferometer. At low transverse momenta, the two amplitudes interfere destructively, suppressing ρ0 production. Since the ρ0 decays before the production amplitudes from the two sources can overlap, the two-pion system can only be described with an entangled nonlocal wave function, and is thus an example of the Einstein-Podolsky-Rosen paradox. We observe this suppression in 200 GeV per nucleon-pair gold-gold collisions. The interference is 87%±5%(stat.) ±8%(syst.) of the expected level. This translates into a limit on decoherence due to wave function collapse or other factors of 23% at the 90% confidence level.
AB - In ultraperipheral relativistic heavy-ion collisions, a photon from the electromagnetic field of one nucleus can fluctuate to a quark-antiquark pair and scatter from the other nucleus, emerging as a ρ0. The ρ0 production occurs in two well-separated (median impact parameters of 20 and 40 F for the cases considered here) nuclei, so the system forms a two-source interferometer. At low transverse momenta, the two amplitudes interfere destructively, suppressing ρ0 production. Since the ρ0 decays before the production amplitudes from the two sources can overlap, the two-pion system can only be described with an entangled nonlocal wave function, and is thus an example of the Einstein-Podolsky-Rosen paradox. We observe this suppression in 200 GeV per nucleon-pair gold-gold collisions. The interference is 87%±5%(stat.) ±8%(syst.) of the expected level. This translates into a limit on decoherence due to wave function collapse or other factors of 23% at the 90% confidence level.
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DO - 10.1103/PhysRevLett.102.112301
M3 - Article
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JO - Physical Review Letters
JF - Physical Review Letters
IS - 11
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