Journal Article GSI-2022-00111

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First measurement of coherent ρ$^0$ photoproduction in ultra-peripheral Xe–Xe collisions at $\sqrt{s_{\rm NN}}$ = 5.44 TeV

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2021
North-Holland Publ. Amsterdam

Physics letters / B 820, 136481 () [10.1016/j.physletb.2021.136481]

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Report No.: CERN-EP-2020-252; arXiv:2101.02581

Abstract: The first measurement of the coherent photoproduction of ρ$^0$ vector mesons in ultra-peripheral Xe–Xe collisions at $\sqrt{s_{\rm NN}}$ = 5.44 TeV is presented. This result, together with previous HERA γp data and γ–Pb measurements from ALICE, describes the atomic number (A) dependence of this process, which is particularly sensitive to nuclear shadowing effects and to the approach to the black-disc limit of QCD at a semi-hard scale. The cross section of the Xe+Xe→ρ$^0$+Xe+Xe process, measured at midrapidity through the decay channel ρ$^0$→π$^+$π$^−$, is found to be dσ/dy=131.5±5.6(stat.)−16.9+17.5(syst.) mb. The ratio of the continuum to resonant contributions for the production of pion pairs is also measured. In addition, the fraction of events accompanied by electromagnetic dissociation of either one or both colliding nuclei is reported. The dependence on A of cross section for the coherent ρ$^0$ photoproduction at a centre-of-mass energy per nucleon of the γA system of W$_{γA,n}$ = 65 GeV is found to be consistent with a power-law behaviour σ(γA→ρ$^0$A)∝A$^α$ with a slope α=0.96±0.02(syst.). This slope signals important shadowing effects, but it is still far from the behaviour expected in the black-disc limit.

Keyword(s): rho(770)0: photoproduction ; nucleus: shadowing ; pi: production ; dissociation: electromagnetic ; coherence ; quantum chromodynamics ; vector meson ; experimental results ; rho(770)0 --> pi+ pi- ; 5440 GeV-cms/nucleon

Classification:

Note: Phys. Lett. B 820 (2021) 136481. 21 pages, 4 captioned figures, 2 tables, authors from page 16, published version, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/6757 "his is an open access article under the CC BY license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Funded by SCOAP3"

Contributing Institute(s):
  1. ALICE (ALI)
  2. Detektorlabor (DTL)
  3. IT (CIT)
  4. ExtreMe Matter Institute, EMMI (EXM)
  5. Collaboration CERN: ALICE (ALICE@CERN)
Research Program(s):
  1. 612 - Cosmic Matter in the Laboratory (POF4-612) (POF4-612)
  2. HGS-HIRe - HGS-HIRe for FAIR (HGS-HIRe) (HGS-HIRe)
  3. SUC-GSI-Heidelberg - Strategic university cooperation GSI-U Heidelberg (SUC-GSI-HE) (SUC-GSI-HE)
  4. SUC-GSI-Frankfurt - Strategic university cooperation GSI-U Frankfurt/M (SUC-GSI-FR) (SUC-GSI-FR)
  5. SUC-GSI-Darmstadt - Strategic university cooperation GSI-TU Darmstadt (SUC-GSI-DA) (SUC-GSI-DA)
Experiment(s):
  1. LHC: ALICE

Appears in the scientific report 2021
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EMMI

 Record created 2022-01-17, last modified 2023-10-15