First polarisation measurement of coherently photoproduced J/ψ in ultra-peripheral Pb–Pb collisions at $$ \sqrt{s_{NN}} $$ 5.02 TeV

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.; Alvarado, J. R.; 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.; Arneiro, J. G. M. C. A.; 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.; 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.; 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.; Buckland, M. D.; Budnikov, D.; Buesching, H.; Bufalino, S.; Buhler, P.; Buthelezi, Z.; Bylinkin, A.; Bysiak, S. A.; Cai, M.; Caines, H.; Caliva, A.; Calvo Villar, E.; Camacho, J. M. M.; Camerini, P.; Canedo, F. D. M.; Cantway, S. L.; Carabas, M.; Carballo, A. A.; Carnesecchi, F.; Caron, R.; Carvalho, L. A. D.; Castillo Castellanos, J.; Catalano, F.; Ceballos Sanchez, C.; Chakaberia, I.; Chakraborty, P.; Chandra, S.; Chapeland, S.; Chartier, M.; Chattopadhyay, S.; Chattopadhyay, S.; 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.; Cot, C.; Crkovská, J.; Crochet, P.; Cruz-Torres, R.; 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, R.; 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.; García Chávez, T.; Garcia-Solis, E.; Gargiulo, C.; Garner, K.; Gasik, P.; Gautam, A.; Gay Ducati, M. B.; Germain, M.; Ghimouz, A.; Ghosh, C.; Giacalone, M.; Giubellino, P.; Giubilato, P.; Glaenzer, A. M. C.; Glässel, P.; Glimos, E.; Goh, D. J. Q.; Gonzalez, V.; 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.; Gündem, T.; Gunji, T.; Guo, W.; Gupta, A.; Gupta, R.; Gupta, R.; Gwizdziel, K.; 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.; Hippolyte, B.; Hoffmann, F. W.; Hofman, B.; Hohlweger, B.; Hong, G. H.; Horst, M.; Horzyk, A.; Hou, Y.; Hristov, P.; Hughes, C.; Huhn, P.; Huhta, L. M.; Humanic, T. J.; 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, 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.; Kaewjai, J.; Kalinak, P.; Kalteyer, A. S.; Kalweit, A.; Kaplin, V.; Karasu Uysal, A.; Karatovic, D.; Karavichev, O.; Karavicheva, T.; Karczmarczyk, P.; Karpechev, E.; Karwowska, M. J.; Kebschull, U.; Keidel, R.; Keijdener, D. L. D.; Keil, M.; Ketzer, B.; Khade, S. S.; 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.; Kondratyeva, N.; Kondratyuk, E.; Konig, J.; Konigstorfer, S. A.; Konopka, P. J.; Kornakov, G.; Korwieser, M.; Koryciak, S. D.; Kotliarov, A.; Kovalenko, V.; Kowalski, M.; Kozhuharov, V.; Králik, I.; Kravčáková, A.; Krcal, L.; 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.; Kurepin, A. B.; Kuryakin, A.; Kushpil, S.; Kvapil, J.; Kweon, M. J.; Kwon, J. Y.; Kwon, Y.; La Pointe, S. L.; La Rocca, P.; Lakrathok, A.; Lamanna, M.; Langoy, R.; Larionov, P.; Laudi, E.; Lautner, L.; Lavicka, R.; Lazareva, T.; Lea, R.; Lee, H.; Legras, G.; Lehrbach, J.; Lelek, T. M.; Lemmon, R. C.; León Monzón, I.; Lesch, M. M.; Lesser, E. D.; Lévai, P.; Li, X.; X. L., Li; Lien, J.; Lietava, R.; Likmeta, I.; 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.; Lömker, J.; Loncar, P.; Lopez, J. A.; Lopez, X.; López Torres, E.; Lu, P.; Luhder, J. R.; Lunardon, M.; Luparello, G.; Y. G., Ma; Maevskaya, A.; Mager, M.; 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.; Mandal, S. K.; 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.; 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.; Mohisin Khan, 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.; Paisano-Guzmán, S.; Palasciano, A.; Panebianco, S.; Park, H.; 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.; Pozos, I. Y.; 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.; 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.; Reetz, C. A.; Regules-Medel, H. D.; 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.; Rodríguez Ramírez, S. A.; 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.; Roslon, K.; Rossi, A.; Roy, A.; Roy, S.; Rubini, N.; 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, 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, B.; Sharma, D.; Sharma, H.; Sharma, M.; Sharma, S.; 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.; Soto-hernandez, A. B.; 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.; Szymkowski, M.; 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.; 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 Hulse, C.; 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.; Vazquez Rueda, O.; Vechernin, V.; Vercellin, E.; Vergara Limón, S.; Vermunt, L.; Vértesi, R.; Verweij, M.; Vickovic, L.; Vilakazi, Z.; Villalobos Baillie, O.; Villani, A.; Vino, G.; Vinogradov, A.; Virgili, T.; Virta, M. M. O.; 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.; 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.; 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, M.; 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.

doi:10.1016/j.physletb.2025.139466

The first measurement of the polarisation of coherently photoproduced J/ψ mesons in ultra-peripheral Pb–Pb collisions, using data at $$ \sqrt{s_{NN}} $$=5.02 TeV, is presented. The J/ψ meson is measured via its dimuon decay channel in the forward rapidity interval −4.0<−2.5 using the ALICE detector at the CERN LHC. An event sample corresponding to an integrated luminosity of 750 μb−1 ± 5% (syst) is analysed. Hadronic activity is highly suppressed since the interaction is mediated by a photon. The polar and azimuthal angle distributions of the decay muons are measured, and the polarisation parameters λθ, λφ, λθφ are extracted. The analysis is carried out in the helicity frame. The results are found to be consistent with a transversely polarised J/ψ. These values are compared with previous measurements by the H1 and ZEUS experiments. The polarisation parameters of coherent J/ψ photoproduction in Pb–Pb collisions are found to be consistent with the s-channel helicity conservation hypothesis.