Preprint/Report PUBDB-2016-02589

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Coherent J/$\psi$ photoproduction in ultra-peripheral PbPb collisions at $\sqrt{s_{NN}}$ = 2.76 TeV with the CMS experiment

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2016

 GO

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Report No.: CERN-EP-2016-098; CMS-HIN-12-009; FERMILAB-PUB-16-194-CMS; arXiv:1605.06966

Abstract: The cross section for coherent J/$\psi$ photoproduction accompanied by at least one neutron on one side of the interaction point and no neutron activity on the other side, $X_{n}0_{n}$, is measured with the CMS experiment in ultra-peripheral PbPb collisions at $\sqrt{s_{NN}}$ = 2.76 TeV. The analysis is based on a data sample corresponding to an integrated luminosity of 159 $\mu b^{-1}$, collected during the 2011 PbPb run. The J/$\psi$ mesons are reconstructed in the dimuon decay channel, while neutrons are detected using zero degree calorimeters. The measured cross section is $d \sigma^{coh}_{X_{n}0_{n}}/d y(J/$\psi$)$ = 0.36 $\pm$ 0.04\ (stat) $\pm$ 0.04 (syst) mb in the rapidity interval Using 1.8 < |y| < 2.3. a model for the relative rate of coherent photoproduction processes, this $X_{n}0_{n}$ measurement gives a total coherent photoproduction cross section of $d \sigma^{coh}$/$d y(J/\psi)$ = 1.82 $\pm$ 0.22 (stat) $\pm$ 0.20 (syst) $\pm$ 0.19 (theo) mb. The data strongly disfavour the impulse approximation model prediction, indicating that nuclear effects are needed to describe coherent J/$\psi$ photoproduction in $\gamma +$ Pb interactions. The data are found to be consistent with the leading twist approximation, which includes nuclear gluon shadowing.

Keyword(s): J/psi(3100): photoproduction ; cross section: measured ; gluon: shadowing ; dimuon: decay ; calorimeter: forward spectrometer ; vertex: primary ; coherence ; nucleus ; CMS ; impulse approximation ; psi mesons ; rapidity ; twist


Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2016
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Coherent J/$\psi$ photoproduction in ultra-peripheral PbPb collisions at $\sqrt{s_{NN}}$ = 2.76 TeV with the CMS experiment
Physics letters / B 772, 489 - 511 () [10.1016/j.physletb.2017.07.001]  GO OpenAccess  Download fulltext Files  Download fulltextFulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS


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