The cross sections for ϒ(1S), ϒ(2S), and ϒ(3S) production in lead–lead (PbPb) and proton–proton (pp) collisions at √sNN=5.02 TeV have been measured using the CMS detector at the LHC. The nuclear modification factors, RAA, derived from the PbPb-to-pp ratio of yields for each state, are studied as functions of meson rapidity and transverse momentum, as well as PbPb collision centrality. The yields of all three states are found to be significantly suppressed, and compatible with a sequential ordering of the suppression, RAA(ϒ(1S))>RAA(ϒ(2S))>RAA(ϒ(3S)). The suppression of ϒ(1S) is larger than that seen at sNN=2.76TeV, although the two are compatible within uncertainties. The upper limit on the RAA of ϒ(3S) integrated over pT, rapidity and centrality is 0.096 at 95% confidence level, which is the strongest suppression observed for a quarkonium state in heavy ion collisions to date.

Measurement of nuclear modification factors of ϒ(1S), ϒ(2S), and ϒ(3S) mesons in PbPb collisions at √sNN=5.02 TeV

Ravera F.;Amapane N.;Argiro S.;Bellan R.;Costa M.;Covarelli R.;Kiani B.;Migliore E.;Monaco V.;Monteil E.;Obertino M. M.;Pacher L.;Pinna Angioni G. L.;Romero A.;Sacchi R.;Shchelina K.;Sola V.;Solano A.;Rumerio P.;
2019-01-01

Abstract

The cross sections for ϒ(1S), ϒ(2S), and ϒ(3S) production in lead–lead (PbPb) and proton–proton (pp) collisions at √sNN=5.02 TeV have been measured using the CMS detector at the LHC. The nuclear modification factors, RAA, derived from the PbPb-to-pp ratio of yields for each state, are studied as functions of meson rapidity and transverse momentum, as well as PbPb collision centrality. The yields of all three states are found to be significantly suppressed, and compatible with a sequential ordering of the suppression, RAA(ϒ(1S))>RAA(ϒ(2S))>RAA(ϒ(3S)). The suppression of ϒ(1S) is larger than that seen at sNN=2.76TeV, although the two are compatible within uncertainties. The upper limit on the RAA of ϒ(3S) integrated over pT, rapidity and centrality is 0.096 at 95% confidence level, which is the strongest suppression observed for a quarkonium state in heavy ion collisions to date.
2019
790
270
293
Bottomonium; CMS; Heavy ion collisions; Physics; Quark gluon plasma; Quarkonium suppression
Sirunyan A.M.; Tumasyan A.; Adam W.; Ambrogi F.; Asilar E.; Bergauer T.; Brandstetter J.; Brondolin E.; Dragicevic M.; Ero J.; Escalante Del Valle A.; Flechl M.; Friedl M.; Fruhwirth R.; Ghete V.M.; Grossmann J.; Hrubec J.; Jeitler M.; Konig A.; Krammer N.; Kratschmer I.; Liko D.; Madlener T.; Mikulec I.; Pree E.; Rad N.; Rohringer H.; Schieck J.; Schofbeck R.; Spanring M.; Spitzbart D.; Taurok A.; Waltenberger W.; Wittmann J.; Wulz C.-E.; Zarucki M.; Chekhovsky V.; Mossolov V.; Suarez Gonzalez J.; De Wolf E.A.; Di Croce D.; Janssen X.; Lauwers J.; Van De Klundert M.; Van Haevermaet H.; Van Mechelen P.; Van Remortel N.; Abu Zeid S.; Blekman F.; D'Hondt J.; De Bruyn I.; De Clercq J.; Deroover K.; Flouris G.; Lontkovskyi D.; Lowette S.; Marchesini I.; Moortgat S.; Moreels L.; Python Q.; Skovpen K.; Tavernier S.; Van Doninck W.; Van Mulders P.; Van Parijs I.; Beghin D.; Bilin B.; Brun H.; Clerbaux B.; De Lentdecker G.; Delannoy H.; Dorney B.; Fasanella G.; Favart L.; Goldouzian R.; Grebenyuk A.; Kalsi A.K.; Lenzi T.; Luetic J.; Maerschalk T.; Seva T.; Starling E.; Vander Velde C.; Vanlaer P.; Vannerom D.; Yonamine R.; Zenoni F.; Cornelis T.; Dobur D.; Fagot A.; Gul M.; Khvastunov I.; Poyraz D.; Roskas C.; Salva S.; Trocino D.; Tytgat M.; Verbeke W.; Vit M.; Zaganidis N.; Bakhshiansohi H.; Bondu O.; Brochet S.; Bruno G.; Caputo C.; Caudron A.; David P.; De Visscher S.; Delaere C.; Delcourt M.; Francois B.; Giammanco A.; Krintiras G.; Lemaitre V.; Magitteri A.; Mertens A.; Musich M.; Piotrzkowski K.; Quertenmont L.; Saggio A.; Vidal Marono M.; Wertz S.; Zobec J.; Alda Junior W.L.; Alves F.L.; Alves G.A.; Brito L.; Correia Silva G.; Hensel C.; Moraes A.; Pol M.E.; Rebello Teles P.; Belchior Batista Das Chagas E.; Carvalho W.; Chinellato J.; Coelho E.; Da Costa E.M.; Da Silveira G.G.; De Jesus Damiao D.; Fonseca De Souza S.; Huertas Guativa L.M.; Malbouisson H.; Melo De Almeida M.; Mora Herrera C.; Mundim L.; Nogima H.; Sanchez Rosas L.J.; Santoro A.; Sznajder A.; Thiel M.; Tonelli Manganote E.J.; Torres Da Silva De Araujo F.; Vilela Pereira A.; Ahuja S.; Bernardes C.A.; Fernandez Perez Tomei T.R.; Gregores E.M.; Mercadante P.G.; Novaes S.F.; Padula S.S.; Abad R.; Ruiz Vargas J.C.; Aleksandrov A.; Hadjiiska R.; Iaydjiev P.; Marinov A.; Misheva M.; Rodozov M.; Shopova M.; Sultanov G.; Dimitrov A.; Litov L.; Pavlov B.; Petkov P.; Fang W.; Gao X.; Yuan L.; Ahmad M.; Bian J.G.; Chen G.M.; Chen H.S.; Chen M.; Chen Y.; Jiang C.H.; Leggat D.; Liao H.; Liu Z.; Romeo F.; Shaheen S.M.; Spiezia A.; Tao J.; Wang C.; Wang Z.; Yazgan E.; Zhang H.; Zhao J.; Ban Y.; Chen G.; Li J.; Li Q.; Liu S.; Mao Y.; Qian S.J.; Wang D.; Xu Z.; Zhang F.; Wang Y.; Avila C.; Cabrera A.; Carrillo Montoya C.A.; Chaparro Sierra L.F.; Florez C.; Gonzalez Hernandez C.F.; Ruiz Alvarez J.D.; Segura Delgado M.A.; Courbon B.; Godinovic N.; Lelas D.; Puljak I.; Ribeiro Cipriano P.M.; Sculac T.; Antunovic Z.; Kovac M.; Brigljevic V.; Ferencek D.; Kadija K.; Mesic B.; Starodumov A.; Susa T.; Ather M.W.; Attikis A.; Mavromanolakis G.; Mousa J.; Nicolaou C.; Ptochos F.; Razis P.A.; Rykaczewski H.; Finger M.; Carrera Jarrin E.; Mahmoud M.A.; Mohammed Y.; Salama E.; Bhowmik S.; Dewanjee R.K.; Kadastik M.; Perrini L.; Raidal M.; Veelken C.; Eerola P.; Kirschenmann H.; Pekkanen J.; Voutilainen M.; Havukainen J.; Heikkila J.K.; Jarvinen T.; Karimaki V.; Kinnunen R.; Lampen T.; Lassila-Perini K.; Laurila S.; Lehti S.; Linden T.; Luukka P.; Maenpaa T.; Siikonen H.; Tuominen E.; Tuominiemi J.; Tuuva T.; Besancon M.; Couderc F.; Dejardin M.; Denegri D.; Faure J.L.; Ferri F.; Ganjour S.; Ghosh S.; Givernaud A.; Gras P.; Hamel de Monchenault G.; Jarry P.; Leloup C.; Locci E.; Machet M.; Malcles J.; Negro G.; Rander J.; Rosowsky A.; Sahin M.O.; Titov M.; Abdulsalam A.; Amendola C.; Antropov I.; Baffioni S.; Beaudette F.; Busson P.; Cadamuro L.; Charlot C.; Granier de Cassagnac R.; Jo M.; Kucher I.; Lisniak S.; Lobanov A.; Martin Blanco J.; Nguyen M.; Ochando C.; Ortona G.; Paganini P.; Pigard P.; Salerno R.; Sauvan J.B.; Sirois Y.; Stahl Leiton A.G.; Strebler T.; Yilmaz Y.; Zabi A.; Zghiche A.; Agram J.-L.; Andrea J.; Bloch D.; Brom J.-M.; Buttignol M.; Chabert E.C.; Collard C.; Conte E.; Coubez X.; Drouhin F.; Fontaine J.-C.; Gele D.; Goerlach U.; Jansova M.; Juillot P.; Le Bihan A.-C.; Tonon N.; Van Hove P.; Gadrat S.; Beauceron S.; Bernet C.; Boudoul G.; Chanon N.; Chierici R.; Contardo D.; Depasse P.; El Mamouni H.; Fay J.; Finco L.; Gascon S.; Gouzevitch M.; Grenier G.; Ille B.; Lagarde F.; Laktineh I.B.; Lethuillier M.; Mirabito L.; Pequegnot A.L.; Perries S.; Popov A.; Sordini V.; Vander Donckt M.; Viret S.; Zhang S.; Toriashvili T.; Tsamalaidze Z.; Autermann C.; Feld L.; Kiesel M.K.; Klein K.; Lipinski M.; Preuten M.; Schomakers C.; Schulz J.; Teroerde M.; Wittmer B.; Zhukov V.; Albert A.; Duchardt D.; Endres M.; Erdmann M.; Erdweg S.; Esch T.; Fischer R.; Guth A.; Hebbeker T.; Heidemann C.; Hoepfner K.; Knutzen S.; Merschmeyer M.; Meyer A.; Millet P.; Mukherjee S.; Pook T.; Radziej M.; Reithler H.; Rieger M.; Scheuch F.; Teyssier D.; Thuer S.; Flugge G.; Kargoll B.; Kress T.; Kunsken A.; Muller T.; Nehrkorn A.; Nowack A.; Pistone C.; Pooth O.; Stahl A.; Aldaya Martin M.; Arndt T.; Asawatangtrakuldee C.; Beernaert K.; Behnke O.; Behrens U.; Bermudez Martinez A.; Bin Anuar A.A.; Borras K.; Botta V.; Campbell A.; Connor P.; Contreras-Campana C.; Costanza F.; Diez Pardos C.; Eckerlin G.; Eckstein D.; Eichhorn T.; Eren E.; Gallo E.; Garay Garcia J.; Geiser A.; Grados Luyando J.M.; Grohsjean A.; Gunnellini P.; Guthoff M.; Harb A.; Hauk J.; Hempel M.; Jung H.; Kasemann M.; Keaveney J.; Kleinwort C.; Korol I.; Krucker D.; Lange W.; Lelek A.; Lenz T.; Lipka K.; Lohmann W.; Mankel R.; Melzer-Pellmann I.-A.; Meyer A.B.; Missiroli M.; Mittag G.; Mnich J.; Mussgiller A.; Pitzl D.; Raspereza A.; Savitskyi M.; Saxena P.; Shevchenko R.; Stefaniuk N.; Van Onsem G.P.; Walsh R.; Wen Y.; Wichmann K.; Wissing C.; Zenaiev O.; Aggleton R.; Bein S.; Blobel V.; Centis Vignali M.; Dreyer T.; Garutti E.; Gonzalez D.; Haller J.; Hinzmann A.; Hoffmann M.; Karavdina A.; Kasieczka G.; Klanner R.; Kogler R.; Kovalchuk N.; Kurz S.; Marconi D.; Meyer M.; Niedziela M.; Nowatschin D.; Pantaleo F.; Peiffer T.; Perieanu A.; Scharf C.; Schleper P.; Schmidt A.; Schumann S.; Schwandt J.; Sonneveld J.; Stadie H.; Steinbruck G.; Stober F.M.; Stover M.; Tholen H.; Troendle D.; Usai E.; Vanhoefer A.; Vormwald B.; Akbiyik M.; Barth C.; Baselga M.; Baur S.; Butz E.; Caspart R.; Chwalek T.; Colombo F.; De Boer W.; Dierlamm A.; Faltermann N.; Freund B.; Friese R.; Giffels M.; Harrendorf M.A.; Hartmann F.; Heindl S.M.; Husemann U.; Kassel F.; Kudella S.; Mildner H.; Mozer M.U.; Muller T.; Plagge M.; Quast G.; Rabbertz K.; Schroder M.; Shvetsov I.; Sieber G.; Simonis H.J.; Ulrich R.; Wayand S.; Weber M.; Weiler T.; Williamson S.; Wohrmann C.; Wolf R.; Anagnostou G.; Daskalakis G.; Geralis T.; Kyriakis A.; Loukas D.; Topsis-Giotis I.; Karathanasis G.; Kesisoglou S.; Panagiotou A.; Saoulidou N.; Tziaferi E.; Kousouris K.; Evangelou I.; Foudas C.; Gianneios P.; Katsoulis P.; Kokkas P.; Mallios S.; Manthos N.; Papadopoulos I.; Paradas E.; Strologas J.; Triantis F.A.; Tsitsonis D.; Csanad M.; Filipovic N.; Pasztor G.; Suranyi O.; Veres G.I.; Bencze G.; Hajdu C.; Horvath D.; Hunyadi A.; Sikler F.; Veszpremi V.; Vesztergombi G.; Beni N.; Czellar S.; Karancsi J.; Makovec A.; Molnar J.; Szillasi Z.; Bartok M.; Raics P.; Trocsanyi Z.L.; Ujvari B.; Choudhury S.; Komaragiri J.R.; Bahinipati S.; Mal P.; Mandal K.; Nayak A.; Sahoo D.K.; Sahoo N.; Swain S.K.; Bansal S.; Beri S.B.; Bhatnagar V.; Chawla R.; Dhingra N.; Kaur A.; Kaur M.; Kaur S.; Kumar R.; Kumari P.; Mehta A.; Singh J.B.; Walia G.; Bhardwaj A.; Chauhan S.; Choudhary B.C.; Garg R.B.; Keshri S.; Kumar A.; Kumar A.; Malhotra S.; Naimuddin M.; Ranjan K.; Shah A.; Sharma R.; Bhardwaj R.; Bhattacharya R.; Bhattacharya S.; Bhawandeep U.; Bhowmik D.; Dey S.; Dutt S.; Dutta S.; Majumdar N.; Modak A.; Mondal K.; Mukhopadhyay S.; Nandan S.; Purohit A.; Rout P.K.; Roy A.; Roy Chowdhury S.; Sarkar S.; Sharan M.; Singh B.; Thakur S.; Behera P.K.; Chudasama R.; Dutta D.; Jha V.; Kumar V.; Mohanty A.K.; Netrakanti P.K.; Pant L.M.; Shukla P.; Topkar A.; Aziz T.; Dugad S.; Mahakud B.; Mitra S.; Mohanty G.B.; Sur N.; Sutar B.; Banerjee S.; Chatterjee S.; Das P.; Guchait M.; Jain S.; Kumar S.; Maity M.; Majumder G.; Mazumdar K.; Sarkar T.; Wickramage N.; Dube S.; Hegde V.; Kapoor A.; Kothekar K.; Pandey S.; Rane A.; Sharma S.; Chenarani S.; Eskandari Tadavani E.; Etesami S.M.; Khakzad M.; Mohammadi Najafabadi M.; Naseri M.; Paktinat Mehdiabadi S.; Rezaei Hosseinabadi F.; Safarzadeh B.; Zeinali M.; Felcini M.; Grunewald M.; Abbrescia M.; Calabria C.; Colaleo A.; Creanza D.; Cristella L.; De Filippis N.; De Palma M.; Errico F.; Fiore L.; Iaselli G.; Lezki S.; Maggi G.; Maggi M.; Marangelli B.; Miniello G.; My S.; Nuzzo S.; Pompili A.; Pugliese G.; Radogna R.; Ranieri A.; Selvaggi G.; Sharma A.; Silvestris L.; Venditti R.; Verwilligen P.; Zito G.; Abbiendi G.; Battilana C.; Bonacorsi D.; 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Messineo A.; Palla F.; Rizzi A.; Spagnolo P.; Tenchini R.; Tonelli G.; Venturi A.; Verdini P.G.; Barone L.; Cavallari F.; Cipriani M.; Daci N.; Del Re D.; Di Marco E.; Diemoz M.; Gelli S.; Longo E.; Margaroli F.; Marzocchi B.; Meridiani P.; Organtini G.; Paramatti R.; Preiato F.; Rahatlou S.; Rovelli C.; Santanastasio F.; Amapane N.; Arcidiacono R.; Argiro S.; Arneodo M.; Bartosik N.; Bellan R.; Biino C.; Cartiglia N.; Castello R.; Cenna F.; Costa M.; Covarelli R.; Degano A.; Demaria N.; Kiani B.; Mariotti C.; Maselli S.; Migliore E.; Monaco V.; Monteil E.; Monteno M.; Obertino M.M.; Pacher L.; Pastrone N.; Pelliccioni M.; Pinna Angioni G.L.; Romero A.; Ruspa M.; Sacchi R.; Shchelina K.; Sola V.; Solano A.; Staiano A.; Traczyk P.; Belforte S.; Casarsa M.; Cossutti F.; Della Ricca G.; Zanetti A.; Kim D.H.; Kim G.N.; Kim M.S.; Lee J.; Lee S.; Lee S.W.; Moon C.S.; Oh Y.D.; Sekmen S.; Son D.C.; Yang Y.C.; Kim H.; Moon D.H.; Oh G.; Brochero Cifuentes J.A.; Goh J.; Kim T.J.; Cho S.; Choi S.; Go Y.; Gyun D.; Ha S.; Hong B.; Jo Y.; Kim Y.; Lee K.; Lee K.S.; Lim J.; Park J.; Park S.K.; Roh Y.; Almond J.; Kim J.; Kim J.S.; Lee H.; Nam K.; Oh S.B.; Radburn-Smith B.C.; Seo S.H.; Yang U.K.; Yoo H.D.; Yu G.B.; Kim J.H.; Lee J.S.H.; Park I.C.; Choi Y.; Hwang C.; Yu I.; Dudenas V.; Juodagalvis A.; Vaitkus J.; Ahmed I.; Ibrahim Z.A.; Md Ali M.A.B.; Mohamad Idris F.; Wan Abdullah W.A.T.; Yusli M.N.; Zolkapli Z.; Duran-Osuna M.C.; Castilla-Valdez H.; De La Cruz-Burelo E.; Ramirez-Sanchez G.; Heredia-De La Cruz I.; Rabadan-Trejo R.I.; Lopez-Fernandez R.; Mejia Guisao J.; Reyes-Almanza R.; Sanchez-Hernandez A.; Carrillo Moreno S.; Oropeza Barrera C.; Vazquez Valencia F.; Eysermans J.; Pedraza I.; Salazar Ibarguen H.A.; Uribe Estrada C.; Morelos Pineda A.; Krofcheck D.; Bheesette S.; Butler P.H.; Ahmad A.; Hassan Q.; Hoorani H.R.; Saddique A.; Shah M.A.; Shoaib M.; Waqas M.; Bialkowska H.; Bluj M.; Boimska B.; Frueboes T.; Gorski M.; Kazana M.; Nawrocki K.; Szleper M.; Zalewski P.; Bunkowski K.; 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Newman H.B.; Nguyen T.Q.; Pena C.; Spiropulu M.; Vlimant J.R.; Wilkinson R.; Xie S.; Zhang Z.; Zhu R.Y.; Andrews M.B.; Ferguson T.; Mudholkar T.; Paulini M.; Russ J.; Sun M.; Vogel H.; Vorobiev I.; Weinberg M.; Cumalat J.P.; Ford W.T.; Jensen F.; Johnson A.; Krohn M.; Leontsinis S.; Macdonald E.; Mulholland T.; Stenson K.; Ulmer K.A.; Wagner S.R.; Alexander J.; Chaves J.; Cheng Y.; Chu J.; Dittmer S.; Mcdermott K.; Mirman N.; Patterson J.R.; Quach D.; Rinkevicius A.; Ryd A.; Skinnari L.; Soffi L.; Tan S.M.; Tao Z.; Thom J.; Tucker J.; Wittich P.; Zientek M.; Abdullin S.; Albrow M.; Alyari M.; Apollinari G.; Apresyan A.; Apyan A.; Bauerdick L.A.T.; Beretvas A.; Berryhill J.; Bhat P.C.; Bolla G.; Burkett K.; Butler J.N.; Canepa A.; Cerati G.B.; Cheung H.W.K.; Chlebana F.; Cremonesi M.; Duarte J.; Elvira V.D.; Freeman J.; Gecse Z.; Gottschalk E.; Gray L.; Green D.; Grunendahl S.; Gutsche O.; Hanlon J.; Harris R.M.; Hasegawa S.; Hirschauer J.; Hu Z.; Jayatilaka B.; Jindariani S.; Johnson M.; 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