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Journal Article PUBDB-2023-07736
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Observation of $\tau$ lepton pair production in ultraperipheral lead-lead collisions at $\sqrt{s_\mathrm{NN}}$ = 5.02 TeV

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2023
APS College Park, Md.

Physical review letters 131(15), 151803 () [10.1103/PhysRevLett.131.151803]
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Report No.: CERN-EP-2022-098; CMS-HIN-21-009; arXiv:2206.05192

Abstract: We present an observation of photon-photon production of $\tau$ lepton pairs in ultraperipheral lead-lead collisions. The measurement is based on a data sample with an integrated luminosity of 404 $\mu$b$^{-1}$ collected by the CMS experiment at a nucleon-nucleon center-of-mass energy of 5.02 TeV. The $\gamma\gamma$$\to$$\tau^+\tau^-$ process is observed for $\tau\tau$ events with a muon and three charged hadrons in the final state. The measured fiducial cross section is $\sigma(\gamma\gamma$$\to$$\tau^+\tau^-)$ = 4.8 $\pm$ 0.6 (stat) $\pm$ 0.5 (syst) $\mu$b, in agreement with leading-order QED predictions. Using $\sigma(\gamma\gamma$$\to$$\tau^+\tau^-)$, we estimate a model-dependent value of the anomalous magnetic moment of the $\tau$ lepton of $a_\tau$ = 0.001 $^{+0.055}_{-0.089}$.

Keyword(s): higher-order: 0 ; lepton: pair production ; peripheral ; muon ; quantum electrodynamics ; magnetic moment ; CMS ; experimental results ; photon photon --> tau+ tau- ; 5020 GeV-cms/nucleon

Classification:
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. HIDSS-0002 - DASHH: Data Science in Hamburg - Helmholtz Graduate School for the Structure of Matter (2019_IVF-HIDSS-0002) (2019_IVF-HIDSS-0002)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

Appears in the scientific report 2023
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Electronics and Telecommunications Collection ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; Ebsco Academic Search ; Essential Science Indicators ; IF >= 5 ; JCR ; NationallizenzNationallizenz ; SCOAP3 sponsored Journal ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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