ψ (2S) Suppression in Pb-Pb Collisions at the LHC

Acharya S.; Adamová D.; Adler A.; Aglieri Rinella G.; Agnello M.; Agrawal N.; Ahammed Z.; Ahmad S.; Ahn S.U.; Ahuja I.; Akindinov A.; Al-Turany M.; Aleksandrov D.; Alessandro B.; Alfanda H.M.; Alfaro Molina R.; Ali B.; Alici A.; Alizadehvandchali N.; Alkin A.; Alme J.; Alocco G.; Alt T.; Altsybeev I.; Anaam M.N.; Andrei C.; Andronic A.; Anguelov V.; Antinori F.; Antonioli P.; Apadula N.; Aphecetche L.; Appelshäuser H.; Arata C.; Arcelli S.; Aresti M.; Arnaldi R.; Arsene I.C.; Arslandok M.; Augustinus A.; Averbeck R.; Azmi M.D.; Badalà A.; Bae J.; Baek Y.W.; Bai X.; Bailhache R.; Bailung Y.; Balbino A.; Baldisseri A.; Balis B.; Banerjee D.; Banoo Z.; Barbera R.; Barile F.; Barioglio L.; Barlou M.; Barnaföldi G.G.; Barnby L.S.; Barret V.; Barreto L.; Bartels C.; Barth K.; Bartsch E.; Baruffaldi F.; Bastid N.; Basu S.; Batigne G.; Battistini D.; Batyunya B.; Bauri D.; Bazo Alba J.L.; Bearden I.G.; Beattie C.; Becht P.; Behera D.; Belikov I.; Bell Hechavarria A.D.C.; Bellini F.; Bellwied R.; Belokurova S.; Belyaev V.; Bencedi G.; Beole S.; Bercuci A.; Berdnikov Y.; Berdnikova A.; Bergmann L.; Besoiu M.G.; Betev L.; Bhaduri P.P.; Bhasin A.; Bhat M.A.; Bhattacharjee B.; Bianchi L.; Bianchi N.; Bielčík J.; Bielčíková J.; Biernat J.; Bigot A.P.; Bilandzic A.; Biro G.; Biswas S.; Bize N.; Blair J.T.; Blau D.; Blidaru M.B.; Bluhme N.; Blume C.; Boca G.; Bock F.; Bodova T.; Bogdanov A.; Boi S.; Bok J.; Boldizsár L.; Bolozdynya A.; Bombara M.; Bond P.M.; Bonomi G.; Borel H.; Borissov A.; Borquez Carcamo A.G.; Bossi H.; Botta E.; Bouziani Y.E.M.; Bratrud L.; Braun-Munzinger P.; Bregant M.; Broz M.; Bruno G.E.; Budnikov D.; Buesching H.; Bufalino S.; Bugnon O.; Buhler P.; Buthelezi Z.; Bysiak S.A.; Cai M.; Caines H.; Caliva A.; Calvo Villar E.; Camacho J.M.M.; Camerini P.; Canedo F.D.M.; Carabas M.; Carballo A.A.; Carnesecchi F.; Caron R.; Castillo Castellanos J.; Catalano F.; Ceballos Sanchez C.; Chakaberia I.; Chakraborty P.; Chandra S.; Chapeland S.; Chartier M.; Chattopadhyay S.; Chattopadhyay S.; Chavez T.G.; Cheng T.; Cheshkov C.; Cheynis B.; Chibante Barroso V.; Chinellato D.D.; Chizzali E.S.; Cho J.; Cho S.; Chochula P.; Christakoglou P.; Christensen C.H.; Christiansen P.; Chujo T.; Ciacco M.; Cicalo C.; Cindolo F.; Ciupek M.R.; Clai G.; Colamaria F.; Colburn J.S.; Colella D.; Colocci M.; Concas M.; Conesa Balbastre G.; Conesa Del Valle Z.; Contin G.; Contreras J.G.; Coquet M.L.; Cormier T.M.; Cortese P.; Cosentino M.R.; Costa F.; Costanza S.; Crkovská J.; Crochet P.; Cruz-Torres R.; Cuautle E.; Cui P.; Dainese A.; Danisch M.C.; Danu A.; Das P.; Das P.; Das S.; Dash A.R.; Dash S.; De Caro A.; De Cataldo G.; De Cuveland J.; De Falco A.; De Gruttola D.; De Marco N.; De Martin C.; De Pasquale S.; Deb S.; Debski R.J.; Deja K.R.; Del Grande R.; Dello Stritto L.; Deng W.; Dhankher P.; Di Bari D.; Di Mauro A.; Diaz R.A.; Dietel T.; Ding Y.; Divià R.; Dixit D.U.; Djuvsland Ø.; Dmitrieva U.; Dobrin A.; Dönigus B.; Dubinski J.M.; Dubla A.; Dudi S.; Dupieux P.; Durkac M.; Dzalaiova N.; Eder T.M.; Ehlers R.J.; Eikeland V.N.; Eisenhut F.; Elia D.; Erazmus B.; Ercolessi F.; Erhardt F.; Ersdal M.R.; Espagnon B.; Eulisse G.; Evans D.; Evdokimov S.; Fabbietti L.; Faggin M.; Faivre J.; Fan F.; Fan W.; Fantoni A.; Fasel M.; Fecchio P.; Feliciello A.; Feofilov G.; Fernández Téllez A.; Ferrandi L.; Ferrer M.B.; Ferrero A.; Ferrero C.; Ferretti A.; Feuillard V.J.G.; Filova V.; Finogeev D.; Fionda F.M.; Flor F.; Flores A.N.; Foertsch S.; Fokin I.; Fokin S.; Fragiacomo E.; Frajna E.; Fuchs U.; Funicello N.; Furget C.; Furs A.; Fusayasu T.; Gaardhøje J.J.; Gagliardi M.; Gago A.M.; Galvan C.D.; Gangadharan D.R.; Ganoti P.; Garabatos C.; Garcia J.R.A.; Garcia-Solis E.; Garg K.; Gargiulo C.; Garibli A.; Garner K.; Gasik P.; Gautam A.; Gay Ducati M.B.; Germain M.; Ghosh C.; Giacalone M.; Giubellino P.; Giubilato P.; Glaenzer A.M.C.; Glässel P.; Glimos E.; Goh D.J.Q.; Gonzalez V.; González-Trueba L.H.; Gorgon M.; Gotovac S.; Grabski V.; Graczykowski L.K.; Grecka E.; Grelli A.; Grigoras C.; Grigoriev V.; Grigoryan S.; Grosa F.; Grosse-Oetringhaus J.F.; Grosso R.; Grund D.; Guardiano G.G.; Guernane R.; Guilbaud M.; Gulbrandsen K.; Gundem T.; Gunji T.; Guo W.; Gupta A.; Gupta R.; Guzman S.P.; Gyulai L.; Habib M.K.; Hadjidakis C.; Haider F.U.; Hamagaki H.; Hamdi A.; Hamid M.; Han Y.; Hannigan R.; Haque M.R.; Harris J.W.; Harton A.; Hassan H.; Hatzifotiadou D.; Hauer P.; Havener L.B.; Heckel S.T.; Hellbär E.; Helstrup H.; Hemmer M.; Herman T.; Herrera Corral G.; Herrmann F.; Herrmann S.; Hetland K.F.; Heybeck B.; Hillemanns H.; Hills C.; Hippolyte B.; Hofman B.; Hohlweger B.; Hong G.H.; Horst M.; Horzyk A.; Hosokawa R.; Hou Y.; Hristov P.; Hughes C.; Huhn P.; Huhta L.M.; Hulse C.V.; Humanic T.J.; Hushnud H.; Hutson A.; Hutter D.; Iddon J.P.; Ilkaev R.; Ilyas H.; Inaba M.; Innocenti G.M.; Ippolitov M.; Isakov A.; Isidori T.; Islam M.S.; Ivanov M.; Ivanov V.; Jablonski M.; Jacak B.; Jacazio N.; Jacobs P.M.; Jadlovska S.; Jadlovsky J.; Jaelani S.; Jaffe L.; Jahnke C.; Jakubowska M.J.; Janik M.A.; Janson T.; Jercic M.; Jia S.; Jimenez A.A.P.; Jonas F.; Jowett J.M.; Jung J.; Jung M.; Junique A.; Jusko A.; Kabus M.J.; Kaewjai J.; Kalinak P.; Kalteyer A.S.; Kalweit A.; Kaplin V.; Karasu Uysal A.; Karatovic D.; Karavichev O.; Karavicheva T.; Karczmarczyk P.; Karpechev E.; Kebschull U.; Keidel R.; Keijdener D.L.D.; Keil M.; Ketzer B.; Khan A.M.; Khan S.; Khanzadeev A.; Kharlov Y.; Khatun A.; Khuntia A.; Kidson M.B.; Kileng B.; Kim B.; Kim C.; Kim D.J.; Kim E.J.; Kim J.; Kim J.S.; Kim J.; Kim M.; Kim S.; Kim T.; Kimura K.; Kirsch S.; Kisel I.; Kiselev S.; Kisiel A.; Kitowski J.P.; Klay J.L.; Klein J.; Klein S.; Klein-Bösing C.; Kleiner M.; Klemenz T.; Kluge A.; Knospe A.G.; Kobdaj C.; Kollegger T.; Kondratyev A.; Kondratyuk E.; Konig J.; Konigstorfer S.A.; Konopka P.J.; Kornakov G.; Koryciak S.D.; Kotliarov A.; Kovalenko V.; Kowalski M.; Kozhuharov V.; Králik I.; Kravčáková A.; Kreis L.; Krivda M.; Krizek F.; Krizkova Gajdosova K.; Kroesen M.; Krüger M.; Krupova D.M.; Kryshen E.; Kučera V.; Kuhn C.; Kuijer P.G.; Kumaoka T.; Kumar D.; Kumar L.; Kumar N.; Kumar S.; Kundu S.; Kurashvili P.; Kurepin A.; Kuryakin A.; Kushpil S.; Kvapil J.; Kweon M.J.; Kwon J.Y.; Kwon Y.; La Pointe S.L.; La Rocca P.; Lai Y.S.; Lakrathok A.; Lamanna M.; Langoy R.; Larionov P.; Laudi E.; Lautner L.; Lavicka R.; Lazareva T.; Lea R.; Lee H.; Legras G.; Lehrbach J.; Lemmon R.C.; León Monzón I.; Lesch M.M.; Lesser E.D.; Lettrich M.; Lévai P.; Li X.; Li X.L.; Lien J.; Lietava R.; Lim B.; Lim S.H.; Lindenstruth V.; Lindner A.; Lippmann C.; Liu A.; Liu D.H.; Liu J.; Lofnes I.M.; Loizides C.; Lokos S.; Loncar P.; Lopez J.A.; Lopez X.; López Torres E.; Lu P.; Luhder J.R.; Lunardon M.; Luparello G.; Ma Y.G.; Maevskaya A.; Mager M.; Mahmoud T.; Maire A.; Makariev M.V.; Malaev M.; Malfattore G.; Malik N.M.; Malik Q.W.; Malik S.K.; Malinina L.; Mal'Kevich D.; Mallick D.; Mallick N.; Mandaglio G.; Manko V.; Manso F.; Manzari V.; Mao Y.; Margagliotti G.V.; Margotti A.; Marín A.; Markert C.; Martinengo P.; Martinez J.L.; Martínez M.I.; Martínez García G.; Masciocchi S.; Masera M.; Masoni A.; Massacrier L.; Mastroserio A.; Mathis A.M.; Matonoha O.; Matuoka P.F.T.; Matyja A.; Mayer C.; Mazuecos A.L.; Mazzaschi F.; Mazzilli M.; Mdhluli J.E.; Mechler A.F.; Melikyan Y.; Menchaca-Rocha A.; Meninno E.; Menon A.S.; Meres M.; Mhlanga S.; Miake Y.; Micheletti L.; Migliorin L.C.; Mihaylov D.L.; Mikhaylov K.; Mishra A.N.; Miśkowiec D.; Modak A.; Mohanty A.P.; Mohanty B.; Khan M.M.; Molander M.A.; Moravcova Z.; Mordasini C.; Moreira De Godoy D.A.; Morozov I.; Morsch A.; Mrnjavac T.; Muccifora V.; Muhuri S.; Mulligan J.D.; Mulliri A.; Munhoz M.G.; Munzer R.H.; Murakami H.; Murray S.; Musa L.; Musinsky J.; Myrcha J.W.; Naik B.; Nambrath A.I.; Nandi B.K.; Nania R.; Nappi E.; Nassirpour A.F.; Nath A.; Nattrass C.; Naydenov M.N.; Neagu A.; Negru A.; Nellen L.; Nesbo S.V.; Neskovic G.; Nesterov D.; Nielsen B.S.; Nielsen E.G.; Nikolaev S.; Nikulin S.; Nikulin V.; Noferini F.; Noh S.; Nomokonov P.; Norman J.; Novitzky N.; Nowakowski P.; Nyanin A.; Nystrand J.; Ogino M.; Ohlson A.; Okorokov V.A.; Oleniacz J.; Oliveira Da Silva A.C.; Oliver M.H.; Onnerstad A.; Oppedisano C.; Ortiz Velasquez A.; Otwinowski J.; Oya M.; Oyama K.; Pachmayer Y.; Padhan S.; Pagano D.; Paić G.; Palasciano A.; Panebianco S.; Park H.; Park J.; Parkkila J.E.; Patra R.N.; Paul B.; Pei H.; Peitzmann T.; Peng X.; Pennisi M.; Pereira L.G.; Peresunko D.; Perez G.M.; Perrin S.; Pestov Y.; Petráček V.; Petrov V.; Petrovici M.; Pezzi R.P.; Piano S.; Pikna M.; Pillot P.; Pinazza O.; Pinsky L.; Pinto C.; Pisano S.; Płoskoń M.; Planinic M.; Pliquett F.; Poghosyan M.G.; Polichtchouk B.; Politano S.; Poljak N.; Pop A.; Porteboeuf-Houssais S.; Pozdniakov V.; Pradhan K.K.; Prasad S.K.; Prasad S.; Preghenella R.; Prino F.; Pruneau C.A.; Pshenichnov I.; Puccio M.; Pucillo S.; Pugelova Z.; Qiu S.; Quaglia L.; Quishpe R.E.; Ragoni S.; Rakotozafindrabe A.; Ramello L.; Rami F.; Ramirez S.A.R.; Rancien T.A.; Rasa M.; Räsänen S.S.; Rath R.; Rauch M.P.; Ravasenga I.; Read K.F.; Reckziegel C.; Redelbach A.R.; Redlich K.; Rehman A.; Reidt F.; Reme-Ness H.A.; Rescakova Z.; Reygers K.; Riabov A.; Riabov V.; Ricci R.; Richter M.; Riedel A.A.; Riegler W.; Ristea C.; Rodríguez Cahuantzi M.; Røed K.; Rogalev R.; Rogochaya E.; Rogoschinski T.S.; Rohr D.; Röhrich D.; Rojas P.F.; Rojas Torres S.; Rokita P.S.; Romanenko G.; Ronchetti F.; Rosano A.; Rosas E.D.; Rossi A.; Roy A.; Roy S.; Rubini N.; Rueda O.V.; Ruggiano D.; Rui R.; Rumyantsev B.; Russek P.G.; Russo R.; Rustamov A.; Ryabinkin E.; Ryabov Y.; Rybicki A.; Rytkonen H.; Rzesa W.; Saarimaki O.A.M.; Sadek R.; Sadhu S.; Sadovsky S.; Saetre J.; Šafařík K.; Saha S.K.; Saha S.; Sahoo B.; Sahoo R.; Sahoo S.; Sahu D.; Sahu P.K.; Saini J.; Sajdakova K.; Sakai S.; Salvan M.P.; Sambyal S.; Sanna I.; Saramela T.B.; Sarkar D.; Sarkar N.; Sarma P.; Sarritzu V.; Sarti V.M.; Sas M.H.P.; Schambach J.; Scheid H.S.; Schiaua C.; Schicker R.; Schmah A.; Schmidt C.; Schmidt H.R.; Schmidt M.O.; Schmidt M.; Schmidt N.V.; Schmier A.R.; Schotter R.; Schröter A.; Schukraft J.; Schwarz K.; Schweda K.; Scioli G.; Scomparin E.; Seger J.E.; Sekiguchi Y.; Sekihata D.; Selyuzhenkov I.; Senyukov S.; Seo J.J.; Serebryakov D.; Šerkšnytė L.; Sevcenco A.; Shaba T.J.; Shabetai A.; Shahoyan R.; Shangaraev A.; Sharma A.; Sharma D.; Sharma H.; Sharma M.; Sharma S.; Sharma U.; Shatat A.; Sheibani O.; Shigaki K.; Shimomura M.; Shin J.; Shirinkin S.; Shou Q.; Sibiriak Y.; Siddhanta S.; Siemiarczuk T.; Silva T.F.; Silvermyr D.; Simantathammakul T.; Simeonov R.; Singh B.; Singh B.; Singh R.; Singh R.; Singh R.; Singh S.; Singh V.K.; Singhal V.; Sinha T.; Sitar B.; Sitta M.; Skaali T.B.; Skorodumovs G.; Slupecki M.; Smirnov N.; Snellings R.J.M.; Solheim E.H.; Song J.; Songmoolnak A.; Soramel F.; Spijkers R.; Sputowska I.; Staa J.; Stachel J.; Stan I.; Steffanic P.J.; Stiefelmaier S.F.; Stocco D.; Storehaug I.; Stratmann P.; Strazzi S.; Stylianidis C.P.; Suaide A.A.P.; Suire C.; Sukhanov M.; Suljic M.; Sultanov R.; Sumberia V.; Sumowidagdo S.; Swain S.; Szarka I.; Taghavi S.F.; Taillepied G.; Takahashi J.; Tambave G.J.; Tang S.; Tang Z.; Tapia Takaki J.D.; Tapus N.; Tarasovicova L.A.; Tarzila M.G.; Tassielli G.F.; Tauro A.; Tejeda Muñoz G.; Telesca A.; Terlizzi L.; Terrevoli C.; Tersimonov G.; Thakur S.; Thomas D.; Tikhonov A.; Timmins A.R.; Tkacik M.; Tkacik T.; Toia A.; Tokumoto R.; Topilskaya N.; Toppi M.; Torales-Acosta F.; Tork T.; Torres Ramos A.G.; Trifiró A.; Triolo A.S.; Tripathy S.; Tripathy T.; Trogolo S.; Trubnikov V.; Trzaska W.H.; Trzcinski T.P.; Tumkin A.; Turrisi R.; Tveter T.S.; Ullaland K.; Ulukutlu B.; Uras A.; Urioni M.; Usai G.L.; Vala M.; Valle N.; Van Doremalen L.V.R.; Van Leeuwen M.; Van Veen C.A.; Van Weelden R.J.G.; Vande Vyvre P.; Varga D.; Varga Z.; Vasileiou M.; Vasiliev A.; Vázquez Doce O.; Vechernin V.; Vercellin E.; Vergara Limón S.; Vermunt L.; Vértesi R.; Verweij M.; Vickovic L.; Vilakazi Z.; Villalobos Baillie O.; Vino G.; Vinogradov A.; Virgili T.; Vislavicius V.; Vodopyanov A.; Volkel B.; Völkl M.A.; Voloshin K.; Voloshin S.A.; Volpe G.; Von Haller B.; Vorobyev I.; Vozniuk N.; Vrláková J.; Wang C.; Wang D.; Wang Y.; Wegrzynek A.; Weiglhofer F.T.; Wenzel S.C.; Wessels J.P.; Weyhmiller S.L.; Wiechula J.; Wikne J.; Wilk G.; Wilkinson J.; Willems G.A.; Windelband B.; Winn M.; Wright J.R.; Wu W.; Wu Y.; Xu R.; Yadav A.; Yadav A.K.; Yalcin S.; Yamaguchi Y.; Yamakawa K.; Yang S.; Yano S.; Yin Z.; Yoo I.-K.; Yoon J.H.; Yuan S.; Yuncu A.; Zaccolo V.; Zampolli C.; Zanone F.; Zardoshti N.; Zarochentsev A.; Závada P.; Zaviyalov N.; Zhalov M.; Zhang B.; Zhang L.; Zhang S.; Zhang X.; Zhang Y.; Zhang Z.; Zhao M.; Zherebchevskii V.; Zhi Y.; Zhou D.; Zhou Y.; Zhu J.; Zhu Y.; Zugravel S.C.; Zurlo N. · Physical Review Letters (2024) · DOI: 10.1103/physrevlett.132.042301

Resumen

The production of the ψ(2S) charmonium state was measured with ALICE in Pb-Pb collisions at sNN=5.02 TeV, in the dimuon decay channel. A significant signal was observed for the first time at LHC energies down to zero transverse momentum, at forward rapidity (2.5<y<4). The measurement of the ratio of the inclusive production cross sections of the ψ(2S) and J/ψ resonances is reported as a function of the centrality of the collisions and of transverse momentum, in the region pT<12 GeV/c. The results are compared with the corresponding measurements in pp collisions, by forming the double ratio [σψ(2S)/σJ/ψ]Pb-Pb/[σψ(2S)/σJ/ψ]pp. It is found that in Pb-Pb collisions the ψ(2S) is suppressed by a factor of ∼2 with respect to the J/ψ. The ψ(2S) nuclear modification factor RAA was also obtained as a function of both centrality and pT. The results show that the ψ(2S) resonance yield is strongly suppressed in Pb-Pb collisions, by a factor of up to ∼3 with respect to pp. Comparisons of cross section ratios with previous Super Proton Synchrotron findings by the NA50 experiment and of RAA with higher-pT results at LHC energy are also reported. These results and the corresponding comparisons with calculations of transport and statistical models address questions on the presence and properties of charmonium states in the quark-gluon plasma formed in nuclear collisions at the LHC.

Instituciones: Pontificia Universidad Católica del Perú