Physics Letters B (2021-04-01)

First measurement of quarkonium polarization in nuclear collisions at the LHC

  • S. Acharya,
  • D. Adamová,
  • A. Adler,
  • J. Adolfsson,
  • M.M. Aggarwal,
  • G. Aglieri Rinella,
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  • N. Agrawal,
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  • M.A. Bhat,
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  • R.S. Camacho,
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  • R. Caron,
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  • A.J. Castro,
  • E.A.R. Casula,
  • F. Catalano,
  • C. Ceballos Sanchez,
  • P. Chakraborty,
  • S. Chandra,
  • W. Chang,
  • S. Chapeland,
  • M. Chartier,
  • S. Chattopadhyay,
  • S. Chattopadhyay,
  • A. Chauvin,
  • C. Cheshkov,
  • B. Cheynis,
  • V. Chibante Barroso,
  • D.D. Chinellato,
  • S. Cho,
  • P. Chochula,
  • T. Chowdhury,
  • P. Christakoglou,
  • C.H. Christensen,
  • P. Christiansen,
  • T. Chujo,
  • C. Cicalo,
  • L. Cifarelli,
  • L.D. Cilladi,
  • F. Cindolo,
  • M.R. Ciupek,
  • G. Clai,
  • J. Cleymans,
  • F. Colamaria,
  • D. Colella,
  • A. Collu,
  • M. Colocci,
  • M. Concas,
  • G. Conesa Balbastre,
  • Z. Conesa del Valle,
  • G. Contin,
  • J.G. Contreras,
  • T.M. Cormier,
  • Y. Corrales Morales,
  • P. Cortese,
  • M.R. Cosentino,
  • F. Costa,
  • S. Costanza,
  • P. Crochet,
  • E. Cuautle,
  • P. Cui,
  • L. Cunqueiro,
  • D. Dabrowski,
  • T. Dahms,
  • A. Dainese,
  • F.P.A. Damas,
  • M.C. Danisch,
  • A. Danu,
  • D. Das,
  • I. Das,
  • P. Das,
  • P. Das,
  • S. Das,
  • A. Dash,
  • S. Dash,
  • S. De,
  • A. De Caro,
  • G. de Cataldo,
  • J. de Cuveland,
  • A. De Falco,
  • D. De Gruttola,
  • N. De Marco,
  • S. De Pasquale,
  • S. Deb,
  • H.F. Degenhardt,
  • K.R. Deja,
  • A. Deloff,
  • S. Delsanto,
  • W. Deng,
  • P. Dhankher,
  • D. Di Bari,
  • A. Di Mauro,
  • R.A. Diaz,
  • T. Dietel,
  • P. Dillenseger,
  • Y. Ding,
  • R. Divià,
  • D.U. Dixit,
  • Ø. Djuvsland,
  • U. Dmitrieva,
  • A. Dobrin,
  • B. Dönigus,
  • O. Dordic,
  • A.K. Dubey,
  • A. Dubla,
  • S. Dudi,
  • M. Dukhishyam,
  • P. Dupieux,
  • R.J. Ehlers,
  • V.N. Eikeland,
  • D. Elia,
  • B. Erazmus,
  • F. Erhardt,
  • A. Erokhin,
  • M.R. Ersdal,
  • B. Espagnon,
  • G. Eulisse,
  • D. Evans,
  • S. Evdokimov,
  • L. Fabbietti,
  • M. Faggin,
  • J. Faivre,
  • F. Fan,
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  • G. Feofilov,
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  • A. Ferretti,
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  • J. Figiel,
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  • S. Foertsch,
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  • C. Furget,
  • A. Furs,
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  • J.J. Gaardhøje,
  • M. Gagliardi,
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  • J.R.A. Garcia,
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  • K. Garg,
  • C. Gargiulo,
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  • P. Gasik,
  • E.F. Gauger,
  • M.B. Gay Ducati,
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  • J. Ghosh,
  • P. Ghosh,
  • S.K. Ghosh,
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  • P. Giubilato,
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  • A. Gomez Ramirez,
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  • S. Gorbunov,
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  • V. Grabski,
  • L.K. Graczykowski,
  • K.L. Graham,
  • L. Greiner,
  • A. Grelli,
  • C. Grigoras,
  • V. Grigoriev,
  • A. Grigoryan,
  • S. Grigoryan,
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  • F. Grosa,
  • J.F. Grosse-Oetringhaus,
  • R. Grosso,
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  • K. Gulbrandsen,
  • T. Gunji,
  • A. Gupta,
  • R. Gupta,
  • I.B. Guzman,
  • R. Haake,
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  • C. Hadjidakis,
  • H. Hamagaki,
  • G. Hamar,
  • M. Hamid,
  • R. Hannigan,
  • M.R. Haque,
  • A. Harlenderova,
  • J.W. Harris,
  • A. Harton,
  • J.A. Hasenbichler,
  • H. Hassan,
  • Q.U. Hassan,
  • D. Hatzifotiadou,
  • P. Hauer,
  • L.B. Havener,
  • S. Hayashi,
  • S.T. Heckel,
  • E. Hellbär,
  • H. Helstrup,
  • A. Herghelegiu,
  • T. Herman,
  • E.G. Hernandez,
  • G. Herrera Corral,
  • F. Herrmann,
  • K.F. Hetland,
  • H. Hillemanns,
  • C. Hills,
  • B. Hippolyte,
  • B. Hohlweger,
  • J. Honermann,
  • D. Horak,
  • A. Hornung,
  • S. Hornung,
  • R. Hosokawa,
  • P. Hristov,
  • C. Huang,
  • C. Hughes,
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  • T.J. Humanic,
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  • L.A. Husova,
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  • S.A. Hussain,
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  • J.P. Iddon,
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  • N. Jacazio,
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  • J. Jadlovsky,
  • S. Jaelani,
  • C. Jahnke,
  • M.J. Jakubowska,
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  • J. Jung,
  • M. Jung,
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  • V. Kaplin,
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  • A. Karasu Uysal,
  • D. Karatovic,
  • O. Karavichev,
  • T. Karavicheva,
  • P. Karczmarczyk,
  • E. Karpechev,
  • A. Kazantsev,
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  • R. Keidel,
  • M. Keil,
  • B. Ketzer,
  • Z. Khabanova,
  • A.M. Khan,
  • S. Khan,
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  • A. Khuntia,
  • B. Kileng,
  • B. Kim,
  • B. Kim,
  • D. Kim,
  • D.J. Kim,
  • E.J. Kim,
  • H. Kim,
  • J. Kim,
  • J.S. Kim,
  • J. Kim,
  • J. Kim,
  • J. Kim,
  • M. Kim,
  • S. Kim,
  • T. Kim,
  • T. Kim,
  • S. Kirsch,
  • I. Kisel,
  • S. Kiselev,
  • A. Kisiel,
  • J.L. Klay,
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  • J. Klein,
  • S. Klein,
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  • M.K. Köhler,
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  • P.J. Konopka,
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  • L. Koska,
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  • V. Kovalenko,
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  • F. Krizek,
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  • M. Krüger,
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  • P.G. Kuijer,
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  • S. Kundu,
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  • A.B. Kurepin,
  • A. Kuryakin,
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  • X.L. Li,
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  • A. Lindner,
  • C. Lippmann,
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  • J. Liu,
  • S. Liu,
  • W.J. Llope,
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  • X. Lopez,
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  • A. Maevskaya,
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  • N.A. Martin,
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  • M.I. Martínez,
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  • N. Mohammadi,
  • A.P. Mohanty,
  • B. Mohanty,
  • M. Mohisin Khan,
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  • C. Mordasini,
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  • A.F. Nassirpour,
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  • T.K. Nayak,
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  • V. Nikulin,
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  • A. Ortiz Velasquez,
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  • G. Paić,
  • J. Pan,
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  • P. Pareek,
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  • J.E. Parkkila,
  • S. Parmar,
  • S.P. Pathak,
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  • J. Pazzini,
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  • X. Peng,
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  • D. Peresunko,
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  • V. Petráček,
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  • S. Pisano,
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  • F. Pliquett,
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  • B. Polichtchouk,
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  • S.K. Prasad,
  • R. Preghenella,
  • F. Prino,
  • C.A. Pruneau,
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  • M. Puccio,
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  • L. Quaglia,
  • R.E. Quishpe,
  • S. Ragoni,
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  • L. Ramello,
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  • S. Raniwala,
  • S.S. Räsänen,
  • R. Rath,
  • V. Ratza,
  • I. Ravasenga,
  • K.F. Read,
  • A.R. Redelbach,
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  • A. Rehman,
  • P. Reichelt,
  • F. Reidt,
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  • R. Renfordt,
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  • V. Riabov,
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  • M. Richter,
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  • C. Ristea,
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  • M. Rodríguez Cahuantzi,
  • K. Røed,
  • R. Rogalev,
  • E. Rogochaya,
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  • D. Röhrich,
  • P.F. Rojas,
  • P.S. Rokita,
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  • A. Rosano,
  • E.D. Rosas,
  • K. Roslon,
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  • A. Rossi,
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  • P. Roy,
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  • R. Rui,
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  • E. Ryabinkin,
  • Y. Ryabov,
  • A. Rybicki,
  • H. Rytkonen,
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  • R. Sadek,
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  • S. Sadovsky,
  • K. Šafařík,
  • S.K. Saha,
  • B. Sahoo,
  • P. Sahoo,
  • R. Sahoo,
  • S. Sahoo,
  • P.K. Sahu,
  • J. Saini,
  • S. Sakai,
  • S. Sambyal,
  • V. Samsonov,
  • D. Sarkar,
  • N. Sarkar,
  • P. Sarma,
  • V.M. Sarti,
  • M.H.P. Sas,
  • E. Scapparone,
  • J. Schambach,
  • H.S. Scheid,
  • C. Schiaua,
  • R. Schicker,
  • A. Schmah,
  • C. Schmidt,
  • H.R. Schmidt,
  • M.O. Schmidt,
  • M. Schmidt,
  • N.V. Schmidt,
  • A.R. Schmier,
  • J. Schukraft,
  • Y. Schutz,
  • K. Schwarz,
  • K. Schweda,
  • G. Scioli,
  • E. Scomparin,
  • J.E. Seger,
  • Y. Sekiguchi,
  • D. Sekihata,
  • I. Selyuzhenkov,
  • S. Senyukov,
  • D. Serebryakov,
  • A. Sevcenco,
  • A. Shabanov,
  • A. Shabetai,
  • R. Shahoyan,
  • W. Shaikh,
  • A. Shangaraev,
  • A. Sharma,
  • A. Sharma,
  • H. Sharma,
  • M. Sharma,
  • N. Sharma,
  • S. Sharma,
  • O. Sheibani,
  • K. Shigaki,
  • M. Shimomura,
  • S. Shirinkin,
  • Q. Shou,
  • Y. Sibiriak,
  • S. Siddhanta,
  • T. Siemiarczuk,
  • D. Silvermyr,
  • G. Simatovic,
  • G. Simonetti,
  • B. Singh,
  • R. Singh,
  • R. Singh,
  • R. Singh,
  • V.K. Singh,
  • V. Singhal,
  • T. Sinha,
  • B. Sitar,
  • M. Sitta,
  • T.B. Skaali,
  • M. Slupecki,
  • N. Smirnov,
  • R.J.M. Snellings,
  • C. Soncco,
  • J. Song,
  • A. Songmoolnak,
  • F. Soramel,
  • S. Sorensen,
  • I. Sputowska,
  • J. Stachel,
  • I. Stan,
  • P.J. Steffanic,
  • E. Stenlund,
  • S.F. Stiefelmaier,
  • D. Stocco,
  • M.M. Storetvedt,
  • L.D. Stritto,
  • A.A.P. Suaide,
  • T. Sugitate,
  • C. Suire,
  • M. Suleymanov,
  • M. Suljic,
  • R. Sultanov,
  • M. Šumbera,
  • V. Sumberia,
  • S. Sumowidagdo,
  • S. Swain,
  • A. Szabo,
  • I. Szarka,
  • U. Tabassam,
  • S.F. Taghavi,
  • G. Taillepied,
  • J. Takahashi,
  • G.J. Tambave,
  • S. Tang,
  • M. Tarhini,
  • M.G. Tarzila,
  • A. Tauro,
  • G. Tejeda Muñoz,
  • A. Telesca,
  • L. Terlizzi,
  • C. Terrevoli,
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  • S. Thakur,
  • D. Thomas,
  • F. Thoresen,
  • R. Tieulent,
  • A. Tikhonov,
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  • N. Topilskaya,
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  • D. Zhou,
  • Y. Zhou,
  • Z. Zhou,
  • J. Zhu,
  • Y. Zhu,
  • A. Zichichi,
  • G. Zinovjev,
  • N. Zurlo

Journal volume & issue
Vol. 815
p. 136146

Abstract

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The polarization of inclusive J/ψ and ϒ(1S) produced in Pb–Pb collisions at sNN=5.02 TeV at the LHC is measured with the ALICE detector. The study is carried out by reconstructing the quarkonium through its decay to muon pairs in the rapidity region 2.5<y<4 and measuring the polar and azimuthal angular distributions of the muons. The polarization parameters λθ, λϕ and λθϕ are measured in the helicity and Collins-Soper reference frames, in the transverse momentum interval 2<pT<10 GeV/c and pT<15 GeV/c for the J/ψ and ϒ(1S), respectively. The polarization parameters for the J/ψ are found to be compatible with zero, within a maximum of about two standard deviations at low pT, for both reference frames and over the whole pT range. The values are compared with the corresponding results obtained for pp collisions at s=7 and 8 TeV in a similar kinematic region by the ALICE and LHCb experiments. Although with much larger uncertainties, the polarization parameters for ϒ(1S) production in Pb–Pb collisions are also consistent with zero.