Observation of Strong Nuclear Suppression in Exclusive J/ψ Photoproduction in Au+Au Ultraperipheral Collisions at RHIC

Abdulhamid, M.  I.; Aboona, B.  E.; Adam, J.; Adamczyk, L.; Adams, J.  R.; Aggarwal, I.; Aggarwal, M.  M.; Ahammed, Z.; Aschenauer, E.  C.; Aslam, S.; Atchison, J.; Bairathi, V.; Cap, J.  G. Ball; Barish, K.; Bellwied, R.; Bhagat, P.; Bhasin, A.; Bhatta, S.; Bhosale, S.  R.; Bielcik, J.; Bielcikova, J.; Brandenburg, J.  D.; Broodo, C.; Cai, X.  Z.; Caines, H.; Sánchez, M. Calderón de la Barca; Cebra, D.; Ceska, J.; Chakaberia, I.; Chaloupka, P.; Chan, B.  K.; Chang, Z.; Chatterjee, A.; Chen, D.; Chen, J.; Chen, J.  H.; Chen, Z.; Cheng, J.; Cheng, Y.; Choudhury, S.; Christie, W.; Chu, X.; Crawford, H.  J.; Csanád, M.; Dale-Gau, G.; Das, A.; Deppner, I.  M.; Dhamija, A.; Dixit, P.; Dong, X.; Drachenberg, J.  L.; Duckworth, E.; Dunlop, J.  C.; Engelage, J.; Eppley, G.; Esumi, S.; Evdokimov, O.; Eyser, O.; Fatemi, R.; Fazio, S.; Feng, C.  J.; Feng, Y.; Finch, E.; Fisyak, Y.; Flor, F.  A.; Fu, C.; Gagliardi, C.  A.; Galatyuk, T.; Gao, T.; Geurts, F.; Ghimire, N.; Gibson, A.; Gopal, K.; Gou, X.; Grosnick, D.; Gupta, A.; Guryn, W.; Hamed, A.; Han, Y.; Harabasz, S.; Harasty, M.  D.; Harris, J.  W.; Harrison-Smith, H.; He, W.; X.  H., He; He, Y.; Herrmann, N.; Holub, L.; Hu, C.; Hu, Q.; Hu, Y.; Huang, H.; Huang, H.  Z.; Huang, S.  L.; Huang, T.; Huang, X.; Huang, Y.; Huang, Y.; Humanic, T.  J.; Isshiki, M.; Jacobs, W.  W.; Jalotra, A.; Jena, C.; Jentsch, A.; Ji, Y.; Jia, J.; Jin, C.; Ju, X.; Judd, E.  G.; Kabana, S.; Kalinkin, D.; Kang, K.; Kapukchyan, D.; Kauder, K.; Keane, D.; Khanal, A.; Khyzhniak, Y.  V.; Kikoła, D.  P.; Kincses, D.; Kisel, I.; Kiselev, A.; Knospe, A.  G.; H.  S., Ko; Kosarzewski, L.  K.; Kumar, L.; Labonte, M.  C.; Lacey, R.; Landgraf, J.  M.; Lauret, J.; Lebedev, A.; Lee, J.  H.; Leung, Y.  H.; Lewis, N.; Li, C.; Li, D.; H-S., Li; Li, H.; Li, W.; Li, X.; Li, Y.; Li, Y.; Li, Z.; Liang, X.; Liang, Y.; Licenik, R.; Lin, T.; Lin, Y.; Lisa, M.  A.; Liu, C.; Liu, G.; Liu, H.; Liu, L.; Liu, T.; Liu, X.; Liu, Y.; Liu, Z.; Ljubicic, T.; Lomicky, O.; Longacre, R.  S.; Loyd, E.  M.; Lu, T.; Luo, J.; Luo, X.  F.; Ma, L.; Ma, R.; Y.  G., Ma; Magdy, N.; Mallick, D.; Manikandhan, R.; Margetis, S.; Markert, C.; Mcnamara, G.; Mezhanska, O.; Mi, K.; Mioduszewski, S.; Mohanty, B.; Mondal, M.  M.; Mooney, I.; Mrazkova, J.; Nagy, M.  I.; Nain, A.  S.; Nam, J.  D.; Nasim, M.; Neff, D.; Nelson, J.  M.; Nemes, D.  B.; Nie, M.; Nigmatkulov, G.; Niida, T.; Nonaka, T.; Odyniec, G.; Ogawa, A.; Oh, S.; Okubo, K.; Page, B.  S.; Pak, R.; Pal, S.; Pandav, A.; Pandey, A.  K.; Pani, T.; Paul, A.; Pawlik, B.; Pawlowska, D.; Perkins, C.; Pluta, J.; Pokhrel, B.  R.; Posik, M.; Protzman, T.; Prozorova, V.; Pruthi, N.  K.; Przybycien, M.; Putschke, J.; Qin, Z.; Qiu, H.; Racz, C.; Radhakrishnan, S.  K.; Rana, A.; Ray, R.  L.; Reed, R.; Robertson, C.  W.; Robotkova, M.; Aguilar, M.  A. Rosales; Roy, D.; Chowdhury, P. Roy; Ruan, L.; Sahoo, A.  K.; Sahoo, N.  R.; Sako, H.; Salur, S.; Sato, S.; Schaefer, B.  C.; Schmidke, W.  B.; Schmitz, N.; Seck, F-J.; Seger, J.; Seto, R.; Seyboth, P.; Shah, N.; Shanmuganathan, P.  V.; Shao, T.; Sharma, M.; Sharma, N.; Sharma, R.; Sharma, S.  R.; Sheikh, A.  I.; Shen, D.; Shen, D.  Y.; Shen, K.; Shi, S.  S.; Shi, Y.; Shou, Q.  Y.; Si, F.; Singh, J.; Singha, S.; Sinha, P.; Skoby, M.  J.; Smirnov, N.; Söhngen, Y.; Song, Y.; Srivastava, B.; Stanislaus, T.  D.  S.; Stefaniak, M.; Stewart, D.  J.; Su, Y.; Sumbera, M.; Sun, C.; Sun, X.; Sun, Y.; Sun, Y.; Surrow, B.; Svoboda, M.; Sweger, Z.  W.; Tamis, A.  C.; Tang, A.  H.; Tang, Z.; Tarnowsky, T.; Thomas, J.  H.; Timmins, A.  R.; Tlusty, D.; Todoroki, T.; Trentalange, S.; Tribedy, P.; Tripathy, S.  K.; Truhlar, T.; Trzeciak, B.  A.; Tsai, O.  D.; Tsang, C.  Y.; Tu, Z.; Tyler, J.; Ullrich, T.; Underwood, D.  G.; Upsal, I.; Van Buren, G.; Vanek, J.; Vassiliev, I.; Verkest, V.; Videbæk, F.; Voloshin, S.  A.; Wang, F.; Wang, G.; Wang, J.  S.; Wang, J.; Wang, K.; Wang, X.; Wang, Y.; Wang, Y.; Wang, Y.; Wang, Z.; Webb, J.  C.; Weidenkaff, P.  C.; Westfall, G.  D.; Wielanek, D.; Wieman, H.; Wilks, G.; Wissink, S.  W.; Witt, R.; Wu, J.; Wu, J.; Wu, X.; Wu, X.; Xi, B.; Xiao, Z.  G.; Xie, G.; Xie, W.; Xu, H.; Xu, N.; Q.  H., Xu; Xu, Y.; Xu, Y.; Xu, Z.; Xu, Z.; Yan, G.; Yan, Z.; Yang, C.; Yang, Q.; Yang, S.; Yang, Y.; Ye, Z.; Ye, Z.; Yi, L.; Yip, K.; Yu, Y.; Zbroszczyk, H.; Zha, W.; Zhang, C.; Zhang, D.; Zhang, J.; Zhang, S.; Zhang, W.; Zhang, X.; Zhang, Y.; Zhang, Y.; Zhang, Y.; Zhang, Y.; Zhang, Z.  J.; Zhang, Z.; Zhang, Z.; Zhao, F.; Zhao, J.; Zhao, M.; Zhou, J.; Zhou, S.; Zhou, Y.; Zhu, X.; Zurek, M.; Zyzak, M.; Null, Null

doi:10.1103/physrevlett.133.052301

We report a measurement of exclusive J/ψ and ψ(2s) photoproduction in Au+Au ultraperipheral collisions at sNN=200 GeV using the STAR detector. For the first time, (i) the ψ(2s) photoproduction in midrapidity at the Relativistic Heavy-Ion Collider has been experimentally measured; (ii) nuclear suppression factors are measured for both the coherent and incoherent J/ψ production. At average photon-nucleon center-of-mass energy of 25.0 GeV, the coherent and incoherent J/ψ cross sections of Au nuclei are found to be 71±10% and 36±7%, respectively, of that of free protons. The stronger suppression observed in the incoherent production provides a new experimental handle to study the initial-state parton density in heavy nuclei. Data are compared with theoretical models quantitatively.