Coherent ψ(2S) photo-production in ultra-peripheral Pb–Pb collisions at √sNN=2.76 TeV

Adam J.; Adamova D.; Aggarwal M. M.; Aglieri Rinella G.; Agnello M.; Agrawal N.; Ahammed Z.; Ahn S. U.; Aimo I.; Aiola S.; Ajaz M.; Akindinov A.; Alam S. N.; Aleksandrov D.; Alessandro B.; Alexandre D.; Alfaro Molina R.; Alici A.; Alkin A.; Alme J.; Alt T.; Altinpinar S.; Altsybeev I.; Alves Garcia Prado C.; Andrei C.; Andronic A.; Anguelov V.; Anielski J.; Anticic T.; Antinori F.; Antonioli P.; Aphecetche L.; Appelshauser H.; Arcelli S.; Armesto N.; Arnaldi R.; Aronsson T.; Arsene I. C.; Arslandok M.; Augustinus A.; Averbeck R.; Azmi M. D.; Bach M.; Badala A.; Baek Y. W.; Bagnasco S.; Bailhache R.; Bala R.; Baldisseri A.; Baltasar Dos Santos Pedrosa F.; Baral R. C.; Barbano A. M.; Barbera R.; Barile F.; Barnafoldi G. G.; Barnby L. S.; Barret V.; Bartalini P.; Barth K.; Bartke J.; Bartsch E.; Basile M.; Bastid N.; Basu S.; Bathen B.; Batigne G.; Batista Camejo A.; Batyunya B.; Batzing P. C.; Bearden I. G.; Beck H.; Bedda C.; Behera N. K.; Belikov I.; Bellini F.; Bello Martinez H.; Bellwied R.; Belmont R.; Belmont-Moreno E.; Belyaev V.; Bencedi G.; Beole S.; Berceanu I.; Bercuci A.; Berdnikov Y.; Berenyi D.; Bertens R. A.; Berzano D.; Betev L.; Bhasin A.; Bhat I. R.; Bhati A. K.; Bhattacharjee B.; Bhom J.; Bianchi L.; Bianchi N.; Bianchin C.; Bielcik J.; Bielcikova J.; Bilandzic A.; Biswas R.; Biswas S.; Bjelogrlic S.; Blanco F.; Blau D.; Blume C.; Bock F.; Bogdanov A.; Boggild H.; Boldizsar L.; Bombara M.; Book J.; Borel H.; Borissov A.; Borri M.; Bossu F.; Botje M.; Botta E.; Bottger S.; Braun-Munzinger P.; Bregant M.; Breitner T.; Broker T. A.; Browning T. A.; Broz M.; Brucken E. J.; Bruna E.; Bruno G. E.; Budnikov D.; Buesching H.; Bufalino S.; Buncic P.; Busch O.; Buthelezi Z.; Buxton J. T.; Caffarri D.; Cai X.; Caines H.; Calero Diaz L.; Caliva A.; Calvo Villar E.; Camerini P.; Carena F.; Carena W.; Castillo Castellanos J.; Castro A. J.; Casula E. A. R.; Cavicchioli C.; Ceballos Sanchez C.; Cepila J.; Cerello P.; Chang B.; Chapeland S.; Chartier M.; Charvet J. L.; Chattopadhyay S.; Chattopadhyay S.; Chelnokov V.; Cherney M.; Cheshkov C.; Cheynis B.; Chibante Barroso V.; Chinellato D. D.; Chochula P.; Choi K.; Chojnacki M.; Choudhury S.; Christakoglou P.; Christensen C. H.; Christiansen P.; Chujo T.; Chung S. U.; Chunhui Z.; Cicalo C.; Cifarelli L.; Cindolo F.; Cleymans J.; Colamaria F.; Colella D.; Collu A.; Colocci M.; Conesa Balbastre G.; Conesa del Valle Z.; Connors M. E.; Contreras J. G.; Cormier T. M.; Corrales Morales Y.; Cortes Maldonado I.; Cortese P.; Cosentino M. R.; Costa F.; Crochet P.; Cruz Albino R.; Cuautle E.; Cunqueiro L.; Dahms T.; Dainese A.; Danu A.; Das D.; Das I.; Das S.; Dash A.; Dash S.; De S.; De Caro A.; de Cataldo G.; de Cuveland J.; De Falco A.; De Gruttola D.; De Marco N.; De Pasquale S.; Deisting A.; Deloff A.; Denes E.; D'Erasmo G.; Di Bari D.; Di Mauro A.; Di Nezza P.; Diaz Corchero M. A.; Dietel T.; Dillenseger P.; Divia R.; Djuvsland O.; Dobrin A.; Dobrowolski T.; Domenicis Gimenez D.; Donigus B.; Dordic O.; Dubey A. K.; Dubla A.; Ducroux L.; Dupieux P.; Ehlers R. J.; Elia D.; Engel H.; Erazmus B.; Erhardt F.; Eschweiler D.; Espagnon B.; Estienne M.; Esumi S.; Eum J.; Evans D.; Evdokimov S.; Eyyubova G.; Fabbietti L.; Fabris D.; Faivre J.; Fantoni A.; Fasel M.; Feldkamp L.; Felea D.; Feliciello A.; Feofilov G.; Ferencei J.; Fernandez Tellez A.; Ferreiro E. G.; Ferretti A.; Festanti A.; Figiel J.; Figueredo M. A. S.; Filchagin S.; Finogeev D.; Fionda F. M.; Fiore E. M.; Fleck M. G.; Floris M.; Foertsch S.; Foka P.; Fokin S.; Fragiacomo E.; Francescon A.; Frankenfeld U.; Fuchs U.; Furget C.; Furs A.; Fusco Girard M.; Gaardhoje J. J.; Gagliardi M.; Gago A. M.; Gallio M.; Gangadharan D. R.; Ganoti P.; Gao C.; Garabatos C.; Garcia-Solis E.; Gargiulo C.; Gasik P.; Germain M.; Gheata A.; Gheata M.; Ghosh P.; Ghosh S. K.; Gianotti P.; Giubellino P.; Giubilato P.; Gladysz-Dziadus E.; Glassel P.; Gomez Ramirez A.; Gonzalez-Zamora P.; Gorbunov S.; Gorlich L.; Gotovac S.; Grabski V.; Graczykowski L. K.; Grelli A.; Grigoras A.; Grigoras C.; Grigoriev V.; Grigoryan A.; Grigoryan S.; Grinyov B.; Grion N.; Grosse-Oetringhaus J. F.; Grossiord J. -Y.; Grosso R.; Guber F.; Guernane R.; Guerzoni B.; Gulbrandsen K.; Gulkanyan H.; Gunji T.; Gupta A.; Gupta R.; Haake R.; Haaland O.; Hadjidakis C.; Haiduc M.; Hamagaki H.; Hamar G.; Hanratty L. D.; Hansen A.; Harris J. W.; Hartmann H.; Harton A.; Hatzifotiadou D.; Hayashi S.; Heckel S. T.; Heide M.; Helstrup H.; Herghelegiu A.; Herrera Corral G.; Hess B. A.; Hetland K. F.; Hilden T. E.; Hillemanns H.; Hippolyte B.; Hristov P.; Huang M.; Humanic T. J.; Hussain N.; Hussain T.; Hutter D.; Hwang D. S.; Ilkaev R.; Ilkiv I.; Inaba M.; Ionita C.; Ippolitov M.; Irfan M.; Ivanov M.; Ivanov V.; Izucheev V.; Jacobs P. M.; Jahnke C.; Jang H. J.; Janik M. A.; Jayarathna P. H. S. Y.; Jena C.; Jena S.; Jimenez Bustamante R. T.; Jones P. G.; Jung H.; Jusko A.; Kalinak P.; Kalweit A.; Kamin J.; Kang J. H.; Kaplin V.; Kar S.; Karasu Uysal A.; Karavichev O.; Karavicheva T.; Karpechev E.; Kebschull U.; Keidel R.; Keijdener D. L. D.; Keil M.; Khan K. H.; Khan M. M.; Khan P.; Khan S. A.; Khanzadeev A.; Kharlov Y.; Kileng B.; Kim B.; Kim D. W.; Kim D. J.; Kim H.; Kim J. S.; Kim M.; Kim M.; Kim S.; Kim T.; Kirsch S.; Kisel I.; Kiselev S.; Kisiel A.; Kiss G.; Klay J. L.; Klein C.; Klein J.; Klein-Bosing C.; Kluge A.; Knichel M. L.; Knospe A. G.; Kobayashi T.; Kobdaj C.; Kofarago M.; Kollegger T.; Kolojvari A.; Kondratiev V.; Kondratyeva N.; Kondratyuk E.; Konevskikh A.; Kouzinopoulos C.; Kovalenko O.; Kovalenko V.; Kowalski M.; Kox S.; Koyithatta Meethaleveedu G.; Kral J.; Kralik I.; Kravcakova A.; Krelina M.; Kretz M.; Krivda M.; Krizek F.; Kryshen E.; Krzewicki M.; Kubera A. M.; Kucera V.; Kugathasan T.; Kuhn C.; Kuijer P. G.; Kulakov I.; Kumar J.; Kumar L.; Kurashvili P.; Kurepin A.; Kurepin A. B.; Kuryakin A.; Kushpil S.; Kweon M. J.; Kwon Y.; La Pointe S. L.; La Rocca P.; Lagana Fernandes C.; Lakomov I.; Langoy R.; Lara C.; Lardeux A.; Lattuca A.; Laudi E.; Lea R.; Leardini L.; Lee G. R.; Lee S.; Legrand I.; Lemmon R. C.; Lenti V.; Leogrande E.; Leon Monzon I.; Leoncino M.; Levai P.; Li S.; Li X.; Lien J.; Lietava R.; Lindal S.; Lindenstruth V.; Lippmann C.; Lisa M. A.; Ljunggren H. M.; Lodato D. F.; Loenne P. I.; Loggins V. R.; Loginov V.; Loizides C.; Lopez X.; Lopez Torres E.; Lowe A.; Luettig P.; Lunardon M.; Luparello G.; Luz P. H. F. N. D.; Maevskaya A.; Mager M.; Mahajan S.; Mahmood S. M.; Maire A.; Majka R. D.; Malaev M.; Maldonado Cervantes I.; Malinina L.; Mal'Kevich D.; Malzacher P.; Mamonov A.; Manceau L.; Manko V.; Manso F.; Manzari V.; Marchisone M.; Mares J.; Margagliotti G. V.; Margotti A.; Margutti J.; Marin A.; Markert C.; Marquard M.; Martin N. A.; Martin Blanco J.; Martinengo P.; Martinez M. I.; Martinez Garcia G.; Martinez Pedreira M.; Martynov Y.; Mas A.; Masciocchi S.; Masera M.; Masoni A.; Massacrier L.; Mastroserio A.; Masui H.; Matyja A.; Mayer C.; Mazer J.; Mazzoni M. A.; Mcdonald D.; Meddi F.; Menchaca-Rocha A.; Meninno E.; Mercado Perez J.; Meres M.; Miake Y.; Mieskolainen M. M.; Mikhaylov K.; Milano L.; Milosevic J.; Minervini L. M.; Mischke A.; Mishra A. N.; Miskowiec D.; Mitra J.; Mitu C. M.; Mohammadi N.; Mohanty B.; Molnar L.; Montano Zetina L.; Montes E.; Morando M.; Moreira De Godoy D. A.; Moretto S.; Morreale A.; Morsch A.; Muccifora V.; Mudnic E.; Muhlheim D.; Muhuri S.; Mukherjee M.; Muller H.; Mulligan J. D.; Munhoz M. G.; Murray S.; Musa L.; Musinsky J.; Nandi B. K.; Nania R.; Nappi E.; Naru M. U.; Nattrass C.; Nayak K.; Nayak T. K.; Nazarenko S.; Nedosekin A.; Nellen L.; Ng F.; Nicassio M.; Niculescu M.; Niedziela J.; Nielsen B. S.; Nikolaev S.; Nikulin S.; Nikulin V.; Noferini F.; Nomokonov P.; Nooren G.; Norman J.; Nyanin A.; Nystrand J.; Oeschler H.; Oh S.; Oh S. K.; Ohlson A.; Okatan A.; Okubo T.; Olah L.; Oleniacz J.; Oliveira Da Silva A. C.; Oliver M. H.; Onderwaater J.; Oppedisano C.; Ortiz Velasquez A.; Oskarsson A.; Otwinowski J.; Oyama K.; Ozdemir M.; Pachmayer Y.; Pagano P.; Paic G.; Pajares C.; Pal S. K.; Pan J.; Pandey A. K.; Pant D.; Papikyan V.; Pappalardo G. S.; Pareek P.; Park W. J.; Parmar S.; Passfeld A.; Paticchio V.; Patra R. N.; Paul B.; Peitzmann T.; Pereira Da Costa H.; Pereira De Oliveira Filho E.; Peresunko D.; Perez Lara C. E.; Peskov V.; Pestov Y.; Petracek V.; Petrov V.; Petrovici M.; Petta C.; Piano S.; Pikna M.; Pillot P.; Pinazza O.; Pinsky L.; Piyarathna D. B.; Ploskon M.; Planinic M.; Pluta J.; Pochybova S.; Podesta-Lerma P. L. M.; Poghosyan M. G.; Polichtchouk B.; Poljak N.; Poonsawat W.; Pop A.; Porteboeuf-Houssais S.; Porter J.; Pospisil J.; Prasad S. K.; Preghenella R.; Prino F.; Pruneau C. A.; Pshenichnov I.; Puccio M.; Puddu G.; Pujahari P.; Punin V.; Putschke J.; Qvigstad H.; Rachevski A.; Raha S.; Rajput S.; Rak J.; Rakotozafindrabe A.; Ramello L.; Raniwala R.; Raniwala S.; Rasanen S. S.; Rascanu B. T.; Rathee D.; Read K. F.; Real J. S.; Redlich K.; Reed R. J.; Rehman A.; Reichelt P.; Reidt F.; Ren X.; Renfordt R.; Reolon A. R.; Reshetin A.; Rettig F.; Revol J. -P.; Reygers K.; Riabov V.; Ricci R. A.; Richert T.; Richter M.; Riedler P.; Riegler W.; Riggi F.; Ristea C.; Rivetti A.; Rocco E.; Rodriguez Cahuantzi M.; Rodriguez Manso A.; Roed K.; Rogochaya E.; Rohr D.; Rohrich D.; Romita R.; Ronchetti F.; Ronflette L.; Rosnet P.; Rossi A.; Roukoutakis F.; Roy A.; Roy C.; Roy P.; Rubio Montero A. J.; Rui R.; Russo R.; Ryabinkin E.; Ryabov Y.; Rybicki A.; Sadovsky S.; Safarik K.; Sahlmuller B.; Sahoo P.; Sahoo R.; Sahoo S.; Sahu P. K.; Saini J.; Sakai S.; Saleh M. A.; Salgado C. A.; Salzwedel J.; Sambyal S.; Samsonov V.; Sanchez Castro X.; Sandor L.; Sandoval A.; Sano M.; Santagati G.; Sarkar D.; Scapparone E.; Scarlassara F.; Scharenberg R. P.; Schiaua C.; Schicker R.; Schmidt C.; Schmidt H. R.; Schuchmann S.; Schukraft J.; Schulc M.; Schuster T.; Schutz Y.; Schwarz K.; Schweda K.; Scioli G.; Scomparin E.; Scott R.; Seeder K. S.; Seger J. E.; Sekiguchi Y.; Selyuzhenkov I.; Senosi K.; Seo J.; Serradilla E.; Sevcenco A.; Shabanov A.; Shabetai A.; Shadura O.; Shahoyan R.; Shangaraev A.; Sharma A.; Sharma N.; Shigaki K.; Shtejer K.; Sibiriak Y.; Siddhanta S.; Sielewicz K. M.; Siemiarczuk T.; Silvermyr D.; Silvestre C.; Simatovic G.; Simonetti G.; Singaraju R.; Singh R.; Singha S.; Singhal V.; Sinha B. C.; Sinha T.; Sitar B.; Sitta M.; Skaali T. B.; Skjerdal K.; Slupecki M.; Smirnov N.; Snellings R. J. M.; Snellman T. W.; Sogaard C.; Soltz R.; Song J.; Song M.; Song Z.; Soramel F.; Sorensen S.; Spacek M.; Spiriti E.; Sputowska I.; Spyropoulou-Stassinaki M.; Srivastava B. K.; Stachel J.; Stan I.; Stefanek G.; Steinpreis M.; Stenlund E.; Steyn G.; Stiller J. H.; Stocco D.; Strmen P.; Suaide A. A. P.; Sugitate T.; Suire C.; Suleymanov M.; Sultanov R.; Sumbera M.; Symons T. J. M.; Szabo A.; Szanto de Toledo A.; Szarka I.; Szczepankiewicz A.; Szymanski M.; Takahashi J.; Tanaka N.; Tangaro M. A.; Tapia Takaki J. D.; Tarantola Peloni A.; Tariq M.; Tarzila M. G.; Tauro A.; Tejeda Munoz G.; Telesca A.; Terasaki K.; Terrevoli C.; Teyssier B.; Thader J.; Thomas D.; Tieulent R.; Timmins A. R.; Toia A.; Trogolo S.; Trubnikov V.; Trzaska W. H.; Tsuji T.; Tumkin A.; Turrisi R.; Tveter T. S.; Ullaland K.; Uras A.; Usai G. L.; Utrobicic A.; Vajzer M.; Vala M.; Valencia Palomo L.; Vallero S.; Van Der Maarel J.; Van Hoorne J. W.; van Leeuwen M.; Vanat T.; Vande Vyvre P.; Varga D.; Vargas A.; Vargyas M.; Varma R.; Vasileiou M.; Vasiliev A.; Vauthier A.; Vechernin V.; Veen A. M.; Veldhoen M.; Velure A.; Venaruzzo M.; Vercellin E.; Vergara Limon S.; Vernet R.; Verweij M.; Vickovic L.; Viesti G.; Viinikainen J.; Vilakazi Z.; Villalobos Baillie O.; Vinogradov A.; Vinogradov L.; Vinogradov Y.; Virgili T.; Vislavicius V.; Viyogi Y. P.; Vodopyanov A.; Volkl M. A.; Voloshin K.; Voloshin S. A.; Volpe G.; von Haller B.; Vorobyev I.; Vranic D.; Vrlakova J.; Vulpescu B.; Vyushin A.; Wagner B.; Wagner J.; Wang H.; Wang M.; Wang Y.; Watanabe D.; Weber M.; Weber S. G.; Wessels J. P.; Westerhoff U.; Wiechula J.; Wikne J.; Wilde M.; Wilk G.; Wilkinson J.; Williams M. C. S.; Windelband B.; Winn M.; Yaldo C. G.; Yamaguchi Y.; Yang H.; Yang P.; Yano S.; Yin Z.; Yokoyama H.; Yoo I. -K.; Yurchenko V.; Yushmanov I.; Zaborowska A.; Zaccolo V.; Zaman A.; Zampolli C.; Zanoli H. J. C.; Zaporozhets S.; Zarochentsev A.; Zavada P.; Zaviyalov N.; Zbroszczyk H.; Zgura I. S.; Zhalov M.; Zhang H.; Zhang X.; Zhang Y.; Zhao C.; Zhigareva N.; Zhou D.; Zhou Y.; Zhou Z.; Zhu H.; Zhu J.; Zhu X.; Zichichi A.; Zimmermann A.; Zimmermann M. B.; Zinovjev G.; Zyzak M.

doi:10.1016/j.physletb.2015.10.040

We have performed the first measurement of the coherent ψ(2S) photo-production cross section in ultra-peripheral Pb–Pb collisions at the LHC. This charmonium excited state is reconstructed via the ψ(2S)→l+l− and ψ(2S)→J/ψπ+π− decays, where the J/ψ decays into two leptons. The analysis is based on an event sample corresponding to an integrated luminosity of about 22 μb−1. The cross section for coherent ψ(2S) production in the rapidity interval −0.9<0.9 is dσψ(2S)coh/dy=0.83±0.19(stat+syst) mb. The ψ(2S) to J/ψ coherent cross section ratio is 0.34−0.07+0.08(stat+syst). The obtained results are compared to predictions from theoretical models.