First measurement of quarkonium polarization in nuclear collisions at the LHC

Acharya, S.; Adamova, D.; Adler, A.; Adolfsson, J.; Aggarwal, M. M.; Rinella, G. Aglieri; Agnello, M.; Agrawal, N.; Ahammed, Z.; Ahmad, S.; Ahn, S. U.; Akindinov, A.; Al-Turany, M.; Alam, S. N.; Albuquerque, D. S. D.; Aleksandrov, D.; Alessandro, B.; Alfanda, H. M.; Alfaro Molina, R.; Ali, B.; Ali, Y.; Alici, A.; Alkin, A.; Alme, J.; Alt, T.; Altenkamper, L.; Altsybeev, I.; Anaam, M. N.; Andrei, C.; Andreou, D.; Andrews, H. A.; Andronic, A.; Angeletti, M.; Anguelov, V.; Anson, C.; Anticic, T.; Antinori, F.; Antonioli, P.; Anwar, R.; Apadula, N.; Aphecetche, L.; Appelshaeuser, H.; Arcelli, S.; Arnaldi, R.; Arratia, M.; Arsene, I. C.; Arslandok, M.; Augustinus, A.; Averbeck, R.; Aziz, S.; Azmi, M. D.; Badala, A.; Baek, Y. W.; Bagnasco, S.; Bai, X.; Bailhache, R.; Bala, R.; Baldisseri, A.; Ball, M.; Balouza, S.; Barbera, R.; Barioglio, L.; Barnafoldi, G. G.; Barnby, L. S.; Barret, V.; Bartalini, P.; Barth, K.; Bartsch, E.; Baruffaldi, F.; Bastid, N.; Basu, S.; Batigne, G.; Batyunya, B.; Bauri, D.; Bazo Alba, J. L.; Bearden, I. G.; Bedda, C.; Behera, N. K.; Belikov, I.; Hechavarria, A. D. C. Bell; Bellini, F.; Bellwied, R.; Belyaev, V.; Bencedi, G.; Beole, S.; Bercuci, A.; Berdnikov, Y.; Berenyi, D.; Bertens, R. A.; Berzano, D.; Besoiu, M. G.; Betev, L.; Bhasin, A.; Bhat, I. R.; Bhat, M. A.; Bhatt, H.; Bhattacharjee, B.; Bianchi, A.; Bianchi, L.; Bianchi, N.; Bielcik, J.; Bielcikova, J.; Bilandzic, A.; Biro, G.; Biswas, R.; Biswas, S.; Blair, J. T.; Blau, D.; Blume, C.; Boca, G.; Bock, F.; Bogdanov, A.; Boi, S.; Boldizsar, L.; Bolozdynya, A.; Bombara, M.; Bonomi, G.; Borel, H.; Borissov, A.; Bossi, H.; Botta, E.; Bratrud, L.; Braun-Munzinger, P.; Bregant, M.; Broz, M.; Brucken, J.; Bruna, E.; Bruno, G. E.; Buckland, M. D.; Budnikov, D.; Buesching, H.; Bufalino, S.; Bugnon, O.; Buhler, P.; Buncic, P.; Buthelezi, Z.; Butt, J. B.; Buxton, J. T.; Bysiak, S. A.; Caffarri, D.; Caliva, A.; Calvo Villar, E.; Camacho, R. S.; Camerini, P.; Capon, A. A.; Carnesecchi, F.; Caron, R.; Castellanos, J. Castillo; Castro, A. J.; Casula, E. A. R.; Catalano, F.; Sanchez, C. Ceballos; Chakraborty, P.; Chandra, S.; Chang, W.; Chapeland, S.; Chartier, M.; Chattopadhyay, S.; Chattopadhyay, S.; Chauvin, A.; Cheshkov, C.; Cheynis, B.; Barroso, V. Chibante; Chinellato, D. D.; Cho, S.; Chochula, P.; Chowdhury, T.; Christakoglou, P.; Christensen, C. H.; Christiansen, P.; Chujo, T.; Cicalo, C.; Cifarelli, L.; Cindolo, F.; Cleymans, J.; Colamaria, F.; Colella, D.; Collu, A.; Colocci, M.; Concas, M.; Balbastre, G. Conesa; del Valle, Z. Conesa; Contin, G.; Contreras, J. G.; Cormier, T. M.; Morales, Y. Corrales; Cortese, P.; Cosentino, M. R.; Costa, F.; Costanza, S.; Crochet, P.; Cuautle, E.; Cui, P.; Cunqueiro, L.; Dabrowski, D.; Dahms, T.; Dainese, A.; Damas, F. P. A.; Danisch, M. C.; Danu, A.; Das, D.; Das, I.; Das, P.; Das, P.; 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.; Deb, S.; Debjani, B.; Degenhardt, H. F.; Deja, K. R.; Deloff, A.; Delsanto, S.; Devetak, D.; Dhankher, P.; Di Bari, D.; Di Mauro, A.; Diaz, R. A.; Dietel, T.; Dillenseger, P.; Ding, Y.; Divia, R.; Dixit, D. U.; Djuvsland, O.; Dmitrieva, U.; Dobrin, A.; Doenigus, B.; Dordic, O.; Dubey, A. K.; Dubla, A.; Dudi, S.; Dukhishyam, M.; Dupieux, P.; Ehlers, R. J.; Eikeland, V. N.; Elia, D.; Engel, H.; Epple, E.; Erazmus, B.; Erhardt, F.; Erokhin, A.; Ersdal, M. R.; Espagnon, B.; Eulisse, G.; Evans, D.; Evdokimov, S.; Fabbietti, L.; Faggin, M.; Faivre, J.; Fan, F.; Fantoni, A.; Fasel, M.; Fecchio, P.; Feliciello, A.; Feofilov, G.; Tellez, A. Fernandez; Ferrero, A.; Ferretti, A.; Festanti, A.; Feuillard, V. J. G.; Figiel, J.; Filchagin, S.; Finogeev, D.; Fionda, F. M.; Fiorenza, G.; Flor, F.; Foertsch, S.; Foka, P.; Fokin, S.; Fragiacomo, E.; Frankenfeld, U.; Fuchs, U.; Furget, C.; Furs, A.; Girard, M. Fusco; Gaardhoje, J. J.; Gagliardi, M.; Gago, A. M.; Gal, A.; Galvan, C. D.; Ganoti, P.; Garabatos, C.; Garcia-Solis, E.; Garg, K.; Gargiulo, C.; Garibli, A.; Garner, K.; Gasik, P.; Gauger, E. F.; Gay Ducati, M. B.; Germain, M.; Ghosh, J.; Ghosh, P.; Ghosh, S. K.; Gianotti, P.; Giubellino, P.; Giubilato, P.; Glaessel, P.; Gomez Coral, D. M.; Ramirez, A. Gomez; Gonzalez, V.; Gonzalez-Zamora, P.; Gorbunov, S.; Gorlich, L.; Gotovac, S.; Grabski, V.; Graczykowski, L. K.; Graham, K. L.; Greiner, L.; Grelli, A.; Grigoras, C.; Grigoriev, V.; Grigoryan, A.; Grigoryan, S.; Groettvik, O. S.; Grosa, F.; Grosse-Oetringhaus, J. F.; Grosso, R.; Guernane, R.; Guittiere, M.; Gulbrandsen, K.; Gunji, T.; Gupta, A.; Gupta, R.; Guzman, I. B.; Haake, R.; Habib, M. K.; Hadjidakis, C.; Hamagaki, H.; Hamar, G.; Hamid, M.; Hannigan, R.; Haque, M. R.; Harlenderova, A.; Harris, J. W.; Harton, A.; Hasenbichler, J. A.; Hassan, H.; Hatzifotiadou, D.; Hauer, P.; Hayashi, S.; Heckel, S. T.; Hellbaer, E.; Helstrup, H.; Herghelegiu, A.; Herman, T.; Hernandez, E. G.; Herrera Corral, G.; Herrmann, F.; Hetland, K. F.; Hilden, T. E.; Hillemanns, H.; Hills, C.; Hippolyte, B.; Hohlweger, B.; Horak, D.; Hornung, A.; Hornung, S.; Hosokawa, R.; Hristov, P.; Huang, C.; Hughes, C.; Huhn, P.; Humanic, T. J.; Hushnud, H.; Husova, L. A.; Hussain, N.; Hussain, S. A.; Hutter, D.; Iddon, J. P.; Ilkaev, R.; Inaba, M.; Innocenti, G. M.; Ippolitov, M.; Isakov, A.; Islam, M. S.; Ivanov, M.; Ivanov, V.; Izucheev, V.; Jacak, B.; Jacazio, N.; Jacobs, P. M.; Jadlovska, S.; Jadlovsky, J.; Jaelani, S.; Jahnke, C.; Jakubowska, M. J.; Janik, M. A.; Janson, T.; Jercic, M.; Jevons, O.; Jin, M.; Jonas, F.; Jones, P. G.; Jung, J.; Jung, M.; Jusko, A.; Kalinak, P.; Kalweit, A.; Kaplin, V.; Kar, S.; Uysal, A. Karasu; Karavichev, O.; Karavicheva, T.; Karczmarczyk, P.; Karpechev, E.; Kazantsev, A.; Kebschull, U.; Keidel, R.; Keil, M.; Ketzer, B.; Khabanova, Z.; Khan, A. M.; Khan, S.; Khan, S. A.; Khanzadeev, A.; Kharlov, Y.; Khatun, A.; Khuntia, A.; Kileng, B.; Kim, B.; Kim, B.; Kim, D.; Kim, D. J.; Kim, E. J.; Kim, H.; Kim, J.; Kim, J. S.; Kim, J.; Kim, J.; Kim, J.; Kim, M.; Kim, S.; Kim, T.; Kim, T.; Kirsch, S.; Kisel, I.; Kiselev, S.; Kisiel, A.; Klay, J. L.; Klein, C.; Klein, J.; Klein, S.; Klein-Boesing, C.; Kleiner, M.; Kluge, A.; Knichel, M. L.; Knospe, A. G.; Kobdaj, C.; Koehler, M. K.; Kollegger, T.; Kondratyev, A.; Kondratyeva, N.; Kondratyuk, E.; Konig, J.; Konopka, P. J.; Koska, L.; Kovalenko, O.; Kovalenko, V.; Kowalski, M.; Kralik, I.; Kravcakova, A.; Kreis, L.; Krivda, M.; Krizek, F.; Gajdosova, K. Krizkova; Krueger, M.; Kryshen, E.; Krzewicki, M.; Kubera, A. M.; Kucera, V.; Kuhn, C.; Kuijer, P. G.; Kumar, L.; 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.; Lai, Y. S.; Langoy, R.; Lapidus, K.; Lardeux, A.; Larionov, P.; Laudi, E.; Lavicka, R.; Lazareva, T.; Lea, R.; Leardini, L.; Lee, J.; Lee, S.; Lehas, F.; Lehner, S.; Lehrbach, J.; Lemmon, R. C.; Leon Monzon, I.; Lesser, E. D.; Lettrich, M.; Levai, P.; Li, X.; X. L., Li; Lien, J.; Lietava, R.; Lim, B.; Lindenstruth, V.; Lindsay, S. W.; Lippmann, C.; Lisa, M. A.; Litichevskyi, V.; Liu, A.; Liu, S.; Llope, W. J.; Lofnes, I. M.; Loginov, V.; Loizides, C.; Loncar, P.; Lopez, X.; Torres, E. Lopez; Luhder, R.; Lunardon, M.; Luparello, G.; Ma, Y.; Maevskaya, A.; Mager, M.; Mahmood, S. M.; Mahmoud, T.; Maire, A.; Majka, R. D.; Malaev, M.; Malik, Q. W.; Malinina, L.; Mal'Kevich, D.; Malzacher, P.; Mandaglio, G.; Manko, V.; Manso, F.; Manzari, V.; Mao, Y.; Marchisone, M.; Mares, J.; Margagliotti, G. V.; Margotti, A.; Margutti, J.; Marin, A.; Markert, C.; Marquard, M.; Martin, N. A.; Martinengo, P.; Martinez, J. L.; Martinez, M. I.; Garcia, G. Martinez; Pedreira, M. Martinez; Masciocchi, S.; Masera, M.; Masoni, A.; Massacrier, L.; Masson, E.; Mastroserio, A.; Mathis, A. M.; Matonoha, O.; Matuoka, P. F. T.; Matyja, A.; Mayer, C.; Mazzilli, M.; Mazzoni, M. A.; Mechler, A. F.; Meddi, F.; Melikyan, Y.; Menchaca-Rocha, A.; Mengke, C.; Meninno, E.; Meres, M.; Mhlanga, S.; Miake, Y.; Micheletti, L.; Mihaylov, D. L.; Mikhaylov, K.; Mischke, A.; Mishra, A. N.; Miskowiec, D.; Modak, A.; Mohammadi, N.; Mohanty, A. P.; Mohanty, B.; Khan, M. Mohisin; Mordasini, C.; De Godoy, D. A. Moreira; Moreno, L. A. P.; Morozov, I.; Morsch, A.; Mrnjavac, T.; Muccifora, V.; Mudnic, E.; Muehlheim, D.; Muhuri, S.; Mulligan, J. D.; Munhoz, M. G.; Munzer, R. H.; Murakami, H.; Murray, S.; Musa, L.; Musinsky, J.; Myers, C. J.; Myrcha, J. W.; Naik, B.; Nair, R.; Nandi, B. K.; Nania, R.; Nappi, E.; Naru, M. U.; Nassirpour, A. F.; Nattrass, C.; Nayak, R.; Nayak, T. K.; Nazarenko, S.; Neagu, A.; De Oliveira, R. A. Negrao; Nellen, L.; Nesbo, S. V.; Neskovic, G.; Nesterov, D.; Neumann, L. T.; Nielsen, B. S.; Nikolaev, S.; Nikulin, S.; Nikulin, V.; Noferini, F.; Nomokonov, P.; Norman, J.; Novitzky, N.; Nowakowski, P.; Nyanin, A.; Nystrand, J.; Ogino, M.; Ohlson, A.; Oleniacz, J.; Oliveira Da Silva, A. C.; Oliver, M. H.; Oppedisano, C.; Orava, R.; Ortiz Velasquez, A.; Oskarsson, A.; Otwinowski, J.; Oyama, K.; Pachmayer, Y.; Pacik, V.; Pagano, D.; Paic, G.; Pan, J.; Pandey, A. K.; Panebianco, S.; Pareek, P.; Park, J.; Parkkila, J. E.; Parmar, S.; Pathak, S. P.; Patra, R. N.; Paul, B.; Pei, H.; Peitzmann, T.; Peng, X.; Pereira, L. G.; Da Costa, H. Pereira; Peresunko, D.; Perez, G. M.; Lezama, E. Perez; Peskov, V.; Pestov, Y.; Petracek, V.; Petrovici, M.; Pezzi, R. P.; Piano, S.; Pikna, M.; Pillot, P.; Pinazza, O.; Pinsky, L.; Pinto, C.; Pisano, S.; Pistone, D.; Ploskon, M.; Planinic, M.; Pliquett, F.; Pluta, J.; Pochybova, S.; Poghosyan, M. G.; Polichtchouk, B.; Poljak, N.; Pop, A.; Poppenborg, H.; Porteboeuf-Houssais, S.; Pozdniakov, V.; Prasad, S. K.; Preghenella, R.; Prino, F.; Pruneau, C. A.; Pshenichnov, I.; Puccio, M.; Putschke, J.; Quishpe, R. E.; Ragoni, S.; Raha, S.; Rajput, S.; Rak, J.; Rakotozafindrabe, A.; Ramello, L.; Rami, F.; Raniwala, R.; Raniwala, S.; Rasanen, S. S.; Rath, R.; Ratza, V.; Ravasenga, I.; Read, K. F.; Redlich, K.; Rehman, A.; Reichelt, P.; Reidt, F.; Ren, X.; Renfordt, R.; Rescakova, Z.; Revol, J. -P.; Reygers, K.; Riabov, V.; Richert, T.; Richter, M.; Riedler, P.; Riegler, W.; Riggi, F.; Ristea, C.; Rode, S. P.; Rodriguez Cahuantzi, M.; Roed, K.; Rogalev, R.; Rogochaya, E.; Rohr, D.; Rohrich, D.; Rokita, P. S.; Ronchetti, F.; Rosas, E. D.; Roslon, K.; Rossi, A.; Rotondi, A.; Roy, A.; Roy, P.; Rueda, O. V.; Rui, R.; Rumyantsev, B.; Rustamov, A.; Ryabinkin, E.; Ryabov, Y.; Rybicki, A.; Rytkonen, H.; Saarimaki, O. A. M.; Sadhu, S.; Sadovsky, S.; Safarik, K.; Saha, S. K.; Sahoo, B.; Sahoo, P.; Sahoo, R.; Sahoo, S.; Sahu, P. K.; Saini, J.; Sakai, S.; Sambyal, S.; Samsonov, V.; Sarkar, D.; Sarkar, N.; Sarma, P.; Sarti, V. M.; Sas, M. H. P.; Scapparone, E.; Schaefer, B.; 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.; Schukraft, J.; Schutz, Y.; Schwarz, K.; Schweda, K.; Scioli, G.; Scomparin, E.; Sefcik, M.; Seger, J. E.; Sekiguchi, Y.; Sekihata, D.; Selyuzhenkov, I.; Senyukov, S.; Serebryakov, D.; Serradilla, E.; Sevcenco, A.; Shabanov, A.; Shabetai, A.; Shahoyan, R.; Shaikh, W.; Shangaraev, A.; Sharma, A.; Sharma, A.; Sharma, H.; Sharma, M.; Sharma, N.; Sheikh, A. I.; Shigaki, K.; Shimomura, M.; Shirinkin, S.; Shou, Q.; Sibiriak, Y.; Siddhanta, S.; Siemiarczuk, T.; Silvermyr, D.; Simatovic, G.; Simonetti, G.; Singh, R.; Singh, R.; Singh, R.; Singh, V. K.; Singhal, V.; Sinha, T.; Sitar, B.; Sitta, M.; Skaali, T. B.; Slupecki, M.; Smirnov, N.; Snellings, R. J. M.; Snellman, T. W.; Soncco, C.; Song, J.; Songmoolnak, A.; Soramel, F.; Sorensen, S.; Sputowska, I.; Stachel, J.; Stan, I.; Stankus, P.; Steffanic, P. J.; Stenlund, E.; Stocco, D.; Storetvedt, M. M.; Stritto, L. D.; Suaide, A. A. P.; Sugitate, T.; Suire, C.; Suleymanov, M.; Suljic, M.; Sultanov, R.; Sumbera, M.; Sumowidagdo, S.; Swain, S.; Szabo, A.; Szarka, I.; Tabassam, U.; Taillepied, G.; Takahashi, J.; Tambave, G. J.; Tang, S.; Tarhini, M.; Tarzila, M. G.; Tauro, A.; Tejeda Munoz, G.; Telesca, A.; Terrevoli, C.; Thakur, D.; Thakur, S.; Thomas, D.; Thoresen, F.; Tieulent, R.; Tikhonov, A.; Timmins, A. R.; Toia, A.; Topilskaya, N.; Toppi, M.; Torales-Acosta, F.; Torres, S. R.; Trifiro, A.; Tripathy, S.; Tripathy, T.; Trogolo, S.; Trombetta, G.; Tropp, L.; Trubnikov, V.; Trzaska, W. H.; Trzcinski, T. P.; Trzeciak, B. A.; Tsuji, T.; Tumkin, A.; Turrisi, R.; Tveter, T. S.; Ullaland, K.; Umaka, E. N.; Uras, A.; Usai, G. L.; Utrobicic, A.; Vala, M.; Valle, N.; Vallero, S.; van der Kolk, N.; van Doremalen, L. V. R.; van Leeuwen, M.; Vyvre, P. Vande; Varga, D.; Varga, Z.; Varga-Kofarago, M.; Vargas, A.; Vasileiou, M.; Vasiliev, A.; Doce, O. Vazquez; Vechernin, V.; Veen, A. M.; Vercellin, E.; Vergara Limon, S.; Vermunt, L.; Vernet, R.; Vertesi, R.; Vickovic, L.; Vilakazi, Z.; Baillie, O. Villalobos; Villatoro Tello, A.; Vino, G.; Vinogradov, A.; Virgili, T.; Vislavicius, V.; Vodopyanov, A.; Volkel, B.; Voelkl, M. A.; Voloshin, K.; Voloshin, S. A.; Volpe, G.; von Haller, B.; Vorobyev, I.; Voscek, D.; Vrlakova, J.; Wagner, B.; Weber, M.; Weber, S. G.; Wegrzynek, A.; Weiser, D. F.; Wenzel, S. C.; Wessels, J. P.; Wiechula, J.; Wikne, J.; Wilk, G.; Wilkinson, J.; Willems, G. A.; Willsher, E.; Windelband, B.; Winn, M.; Witt, W. E.; Wu, Y.; Xu, R.; Yalcin, S.; Yamakawa, K.; Yang, S.; Yano, S.; Yin, Z.; Yokoyama, H.; Yoo, I. -K.; Yoon, J. H.; Yuan, S.; Yuncu, A.; Yurchenko, V.; Zaccolo, V.; Zaman, A.; Zampolli, C.; Zanoli, H. J. C.; Zardoshti, N.; Zarochentsev, A.; Zavada, P.; Zaviyalov, N.; Zbroszczyk, H.; Zhalov, M.; Zhang, S.; Zhang, X.; Zhang, Z.; Zherebchevskii, V.; Zhou, D.; Zhou, Y.; Zhou, Z.; Zhu, J.; Zhu, Y.; Zichichi, A.; Zimmermann, M. B.; Zinovjev, G.; Zurlo, N.

doi:10.1016/j.physletb.2021.136146

The polarization of inclusive J/psi and Upsilon(1S) produced in Pb-Pb collisions at root s(NN) = 5.02 TeV at the LHC is measured with the ALICE detector. The study is carried out by reconstructing the quarkonium through its decay to muon pairs in the rapidity region 2.5 < y < 4 and measuring the polar and azimuthal angular distributions of the muons. The polarization parameters lambda(theta), lambda(phi) and lambda(theta phi) are measured in the helicity and Collins-Soper reference frames, in the transverse momentum interval 2 < p(T) < 10 GeV/c and p(T) < 15 GeV/c for the J/psi and Upsilon(1S), respectively. The polarization parameters for the J/psi are found to be compatible with zero, within a maximum of about two standard deviations at low p(T), for both reference frames and over the whole p(T) range. The values are compared with the corresponding results obtained for pp collisions at root s = 7 and 8 TeV in a similar kinematic region by the ALICE and LHCb experiments. Although with much larger uncertainties, the polarization parameters for Upsilon(1S) production in Pb-Pb collisions are also consistent with zero. (c) 2021 The Author(s). Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).