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Title: Differential studies of inclusive J/ψ and ψ(2S) production at forward rapidity in Pb-Pb collisions at $$ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}}=2.76 $$ TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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The production of J/ψ and ψ(2S) was studied with the ALICE detector in Pb-Pb collisions at the LHC. The measurement was performed at forward rapidity (2.5 < y < 4) down to zero transverse momentum (p t ) in the dimuon decay channel. Inclusive J/ψ yields were extracted in different centrality classes and the centrality dependence of the average p t is presented. The J/ψ suppression, quantified with the nuclear modification factor (R AA ), was measured as a function of centrality, transverse momentum and rapidity. Comparisons with similar measurements at lower collision energy and theoretical models indicate that the J/ψ production is the result of an interplay between color screening and recombination mechanisms in a deconfined partonic medium, or at its hadronization. Results on the ψ(2S) suppression are provided via the ratio of ψ(2S) over J/ψ measured in pp and Pb-Pb collisions.

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC); USDOE National Nuclear Security Administration (NNSA)
Contributing Organization:
The ALICE collaboration; ALICE Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; AC52-07NA27344
OSTI ID:
1379321
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1888109
Report Number(s):
LLNL-JRNL-737542; ark:/13030/qt8sk9c285
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2016, Issue 5; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 62 works
Citation information provided by
Web of Science

References (69)

Enhanced J / ψ production in deconfined quark matter journal April 2001
Centrality determination of Pb-Pb collisions at s N N = 2.76 TeV with ALICE journal October 2013
Measurement of quarkonium production at forward rapidity in $$\mathbf {pp}$$ pp collisions at $$\mathbf {\sqrt{s}=7}~$$ s = 7 TeV journal August 2014
Performance of the ALICE experiment at the CERN LHC journal September 2014
Centrality dependence of the pseudorapidity density distribution for charged particles in Pb–Pb collisions at sNN=2.76 TeV journal November 2013
(Non)thermal aspects of charmonium production and a new look at J/ψ suppression journal October 2000
Review of Particle Physics text January 2008
Quarkonia in the Quark Gluon Plasma journal April 2013
Measurement of J/ψ polarization in pp collisions at $\sqrt{s}=7\ \mathrm{TeV}$ journal November 2013
Study of ψ′ and χ c decays as feed-down sources of J /ψ hadro-production journal October 2008
Ks0Ks0 correlations in pp collisions at s=7 TeV from the LHC ALICE experiment journal October 2012
ψ′ production and B decay in heavy ion collisions at LHC journal November 2013
Study of Scaling in Hadronic Production of Dimuons journal September 1978
J / ψ production at low p T in Au + Au and Cu + Cu collisions at s N N = 200 GeV with the STAR detector journal August 2014
J/ψ suppression by quark-gluon plasma formation journal October 1986
Heavy-quarkonium suppression in p-A collisions from parton energy loss in cold QCD matter journal March 2013
Cathode charge distributions in multiwire chambers: 4. Empirical formula for small anode-cathode separation journal July 1988
EPS09 - a New Generation of NLO and LO Nuclear Parton Distribution Functions text January 2009
Measurement of J/psi production in pp collisions at sqrt(s)=7 TeV text January 2011
Measurement of J/ψ production in pp collisions at √s = 7 TeV text January 2011
Performance of the ALICE Experiment at the CERN LHC text January 2014
psi' production in Pb-Pb collisions at 158 GeV/nucleon text January 2006
Cold Nuclear Matter effects on J/ψ production with extrinsic PT at at the LHC journal April 2011
J/psi Transverse Momentum Distribution in High Energy Nuclear Collisions text January 2009
The scale dependent nuclear effects in parton distributions for practical applications journal January 1999
Measurement of J/Ψ production in pp collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV journal May 2011
Charmonium dissociation and recombination at LHC: Revisiting comovers journal April 2014
Statistical coalescence model with exact charm conservation journal June 2001
Quantum chromodynamics and the theory of superdense matter journal May 1980
Quarkonia in the Quark Gluon Plasma text January 2013
Statistical hadronization of heavy flavor quarks in elementary collisions: Successes and failures journal July 2009
Measurement of the prompt J/ψ and ψ(2S) polarizations in pp collisions at s=7 TeV journal December 2013
J/ψ production as a function of charged particle multiplicity in pp collisions at s =7 TeV journal June 2012
Charmonium dissociation and recombination at LHC: Revisiting comovers text January 2012
Probing the States of Matter in QCD text January 2013
J / ψ Production in s N N = 200     GeV Cu + Cu Collisions journal September 2008
Measurement of the Cross Section for Electromagnetic Dissociation with Neutron Emission in Pb-Pb Collisions at s NN = 2.76     TeV journal December 2012
J / ψ Polarization in p p Collisions at s = 7     TeV journal February 2012
Study of psi' and chi_c decays as feed-down sources of J/psi hadro-production text January 2008
Probing the States of Matter in qcd journal October 2013
EPS09 — A new generation of NLO and LO nuclear parton distribution functions journal April 2009
J / ψ Production in Indium-Indium Collisions at 158     GeV / Nucleon journal September 2007
Medium effects on charmonium production at ultrarelativistic energies available at the CERN Large Hadron Collider journal May 2014
Review of Particle Physics journal August 2014
A new measurement of $J/\psi$ suppression in Pb-Pb collisions at 158 GeV per nucleon journal February 2005
The scale dependent nuclear effects in parton distributions for practical applications journal June 1999
Lp approximation by multivariate Baskakov–Kantorovich operators journal December 2008
J / ψ Production versus Centrality, Transverse Momentum, andRapidity in Au + Au Collisions at s N N = 200     GeV journal June 2007
J/ψ production at high transverse momenta in p+p and Au + Au collisions at sNN=200 GeV journal May 2013
Review of Particle Physics text January 2012
Measurement of Prompt ψ ( 2 S ) to J / ψ Yield Ratios in Pb-Pb and p - p Collisions at s N N = 2.76     TeV journal December 2014
J / ψ suppression at forward rapidity in Au + Au collisions at s N N = 200 GeV journal November 2011
Lattice QCD at High Temperature and Density book January 2002
Coherent J/ψ photoproduction in ultra-peripheral Pb–Pb collisions at sNN=2.76 TeV journal January 2013
Exclusive J /ψ and ψ(2 S ) production in pp collisions at $\protect \sqrt{s} = 7$ TeV journal February 2013
Centrality, rapidity and transverse momentum dependence of J/ψ suppression in Pb–Pb collisions at sNN=2.76 TeV journal June 2014
Medium modifications and production of charmonia at LHC journal June 2011
Colour deconfinement and quarkonium binding journal February 2006
Medium Effects on Charmonium Production at ultrarelativistic energies available at the CERN Large Haron Collider text January 2014
Review of Particle Physics text January 2018
Measurement of the cross section for electromagnetic dissociation with neutron emission in Pb-Pb collisions at $\sqrt{s_{\rm NN}}=2.76$ TeV text January 2012
Transverse momentum distributions of J/ψ, ψ′, Drell–Yan and continuum dimuons produced in Pb–Pb interactions at the SPS journal February 2001
Measurement of the centrality dependence of J/ψ yields and observation of Z production in lead–lead collisions with the ATLAS detector at the LHC journal March 2011
J / ψ Production versus Transverse Momentum and Rapidity in p + p Collisions at s = 200     GeV journal June 2007
ψ′ production in Pb–Pb collisions at 158 GeV/nucleon journal November 2006
J/ψ transverse momentum distribution in high energy nuclear collisions journal July 2009
J / ψ Suppression at Forward Rapidity in Pb-Pb Collisions at s NN = 2.76     TeV journal August 2012
Statistical Coalescence Model with Exact Charm Conservation text January 2000
J / ψ Elliptic Flow in Pb-Pb Collisions at s N N = 2.76     TeV journal October 2013

Cited By (7)

FCC Physics Opportunities: Future Circular Collider Conceptual Design Report Volume 1 journal June 2019
Suppression and azimuthal anisotropy of prompt and nonprompt $${\mathrm{J}}/\psi $$ J / ψ production in PbPb collisions at $$\sqrt{{s_{_{\text {NN}}}}} =2.76$$ s NN = 2.76 $$\,\mathrm{TeV}$$ TeV journal April 2017
FCC Physics Opportunities text January 2019
Prospects for quarkonium measurements in p--A and A--A collisions at the LHC text January 2016
Prospects for Quarkonium Measurements in p–A and A–A Collisions at the LHC journal January 2017
Quarkonium Phenomenology from a Generalised Gauss Law journal May 2019
Event patterns extracted from transverse momentum and rapidity spectra of Z bosons and quarkonium states produced in pp and Pb-Pb collisions at LHC text January 2016


Figures / Tables (28)