Observation of exclusive charmonium production and γγ→μ +μ- in pp̄ collisions at s=1.96TeV

T. Aaltonen*, J. Adelman, T. Akimoto, M. G. Albrow, B. Álvarez González, S. Amerio, D. Amidei, A. Anastassov, A. Annovi, J. Antos, G. Apollinari, A. Apresyan, T. Arisawa, A. Artikov, W. Ashmanskas, A. Attal, A. Aurisano, F. Azfar, P. Azzurri, W. BadgettA. Barbaro-Galtieri, V. E. Barnes, B. A. Barnett, V. Bartsch, G. Bauer, P. H. Beauchemin, F. Bedeschi, D. Beecher, S. Behari, G. Bellettini, J. Bellinger, D. Benjamin, A. Beretvas, J. Beringer, A. Bhatti, M. Binkley, D. Bisello, I. Bizjak, R. E. Blair, C. Blocker, B. Blumenfeld, A. Bocci, A. Bodek, V. Boisvert, G. Bolla, D. Bortoletto, J. Boudreau, A. Boveia, B. Brau, A. Bridgeman, L. Brigliadori, C. Bromberg, E. Brubaker, J. Budagov, H. S. Budd, S. Budd, S. Burke, K. Burkett, G. Busetto, P. Bussey, A. Buzatu, K. L. Byrum, S. Cabrera, C. Calancha, M. Campanelli, M. Campbell, F. Canelli, A. Canepa, B. Carls, D. Carlsmith, R. Carosi, S. Carrillo, S. Carron, B. Casal, M. Casarsa, A. Castro, P. Catastini, D. Cauz, V. Cavaliere, M. Cavalli-Sforza, A. Cerri, L. Cerrito, S. H. Chang, Y. C. Chen, M. Chertok, G. Chiarelli, G. Chlachidze, F. Chlebana, K. Cho, D. Chokheli, J. P. Chou, G. Choudalakis, S. H. Chuang, K. Chung, W. H. Chung, Y. S. Chung, T. Chwalek, C. I. Ciobanu, M. A. Ciocci, A. Clark, D. Clark, G. Compostella, M. E. Convery, J. Conway, M. Cordelli, G. Cortiana, C. A. Cox, D. J. Cox, F. Crescioli, C. Cuenca Almenar, J. Cuevas, R. Culbertson, J. C. Cully, D. Dagenhart, M. Datta, T. Davies, P. De Barbaro, S. De Cecco, A. Deisher, G. De Lorenzo, M. Dell'Orso, C. Deluca, L. Demortier, J. Deng, M. Deninno, P. F. Derwent, G. P. Di Giovanni, C. Dionisi, B. Di Ruzza, J. R. Dittmann, M. D'Onofrio, S. Donati, P. Dong, J. Donini, T. Dorigo, S. Dube, J. Efron, A. Elagin, R. Erbacher, D. Errede, S. Errede, R. Eusebi, H. C. Fang, S. Farrington, W. T. Fedorko, R. G. Feild, M. Feindt, J. P. Fernandez, C. Ferrazza, R. Field, G. Flanagan, R. Forrest, M. J. Frank, M. Franklin, J. C. Freeman, I. Furic, M. Gallinaro, J. Galyardt, F. Garberson, J. E. Garcia, A. F. Garfinkel, K. Genser, H. Gerberich, D. Gerdes, A. Gessler, S. Giagu, V. Giakoumopoulou, P. Giannetti, K. Gibson, J. L. Gimmell, C. M. Ginsburg, N. Giokaris, M. Giordani, P. Giromini, M. Giunta, G. Giurgiu, V. Glagolev, D. Glenzinski, M. Gold, N. Goldschmidt, A. Golossanov, G. Gomez, G. Gomez-Ceballos, M. Goncharov, O. González, I. Gorelov, A. T. Goshaw, K. Goulianos, A. Gresele, S. Grinstein, C. Grosso-Pilcher, R. C. Group, U. Grundler, J. Guimaraes Da Costa, Z. Gunay-Unalan, C. Haber, K. Hahn, S. R. Hahn, E. Halkiadakis, A. Hamilton, B. Y. Han, J. Y. Han, F. Happacher, K. Hara, D. Hare, M. Hare, S. Harper, R. F. Harr, R. M. Harris, M. Hartz, K. Hatakeyama, C. Hays, M. Heck, A. Heijboer, J. Heinrich, C. Henderson, M. Herndon, J. Heuser, S. Hewamanage, D. Hidas, C. S. Hill, D. Hirschbuehl, A. Hocker, S. Hou, M. Houlden, S. C. Hsu, B. T. Huffman, R. E. Hughes, U. Husemann, M. Hussein, J. Huston, J. Incandela, G. Introzzi, M. Iori, A. Ivanov, E. James, D. Jang, B. Jayatilaka, E. J. Jeon, M. K. Jha, S. Jindariani, W. Johnson, M. Jones, K. K. Joo, S. Y. Jun, J. E. Jung, T. R. Junk, T. Kamon, D. Kar, P. E. Karchin, Y. Kato, R. Kephart, J. Keung, V. Khotilovich, B. Kilminster, D. H. Kim, H. S. Kim, H. W. Kim, J. E. Kim, M. J. Kim, S. B. Kim, S. H. Kim, Y. K. Kim, N. Kimura, L. Kirsch, S. Klimenko, B. Knuteson, B. R. Ko, K. Kondo, D. J. Kong, J. Konigsberg, A. Korytov, A. V. Kotwal, M. Kreps, J. Kroll, D. Krop, N. Krumnack, M. Kruse, V. Krutelyov, T. Kubo, T. Kuhr, N. P. Kulkarni, M. Kurata, S. Kwang, A. T. Laasanen, S. Lami, S. Lammel, M. Lancaster, R. L. Lander, K. Lannon, A. Lath, G. Latino, I. Lazzizzera, T. Lecompte, E. Lee, H. S. Lee, S. W. Lee, S. Leone, J. D. Lewis, C. S. Lin, J. Linacre, M. Lindgren, E. Lipeles, A. Lister, D. O. Litvintsev, C. Liu, T. Liu, N. S. Lockyer, A. Loginov, M. Loreti, L. Lovas, D. Lucchesi, C. Luci, J. Lueck, P. Lujan, P. Lukens, G. Lungu, L. Lyons, J. Lys, R. Lysak, D. MacQueen, R. Madrak, K. Maeshima, K. Makhoul, T. Maki, P. Maksimovic, S. Malde, S. Malik, G. Manca, A. Manousakis-Katsikakis, F. Margaroli, C. Marino, C. P. Marino, A. Martin, V. Martin, M. Martínez, R. Martínez-Ballarín, T. Maruyama, P. Mastrandrea, T. Masubuchi, M. Mathis, M. E. Mattson, P. Mazzanti, K. S. McFarland, P. McIntyre, R. McNulty, A. Mehta, P. Mehtala, A. Menzione, P. Merkel, C. Mesropian, T. Miao, N. Miladinovic, R. Miller, C. Mills, M. Milnik, A. Mitra, G. Mitselmakher, H. Miyake, N. Moggi, C. S. Moon, R. Moore, M. J. Morello, J. Morlock, P. Movilla Fernandez, J. Mülmenstädt, A. Mukherjee, Th Muller, R. Mumford, P. Murat, M. Mussini, J. Nachtman, Y. Nagai, A. Nagano, J. Naganoma, K. Nakamura, I. Nakano, A. Napier, V. Necula, J. Nett, C. Neu, M. S. Neubauer, S. Neubauer, J. Nielsen, L. Nodulman, M. Norman, O. Norniella, E. Nurse, L. Oakes, S. H. Oh, Y. D. Oh, I. Oksuzian, T. Okusawa, R. Orava, K. Osterberg, S. Pagan Griso, E. Palencia, V. Papadimitriou, A. Papaikonomou, A. A. Paramonov, B. Parks, S. Pashapour, J. Patrick, G. Pauletta, M. Paulini, C. Paus, T. Peiffer, D. E. Pellett, A. Penzo, T. J. Phillips, G. Piacentino, E. Pianori, L. Pinera, J. Pinfold, K. Pitts, C. Plager, L. Pondrom, O. Poukhov, N. Pounder, F. Prakoshyn, A. Pronko, J. Proudfoot, F. Ptohos, E. Pueschel, G. Punzi, J. Pursley, J. Rademacker, A. Rahaman, V. Ramakrishnan, N. Ranjan, I. Redondo, P. Renton, M. Renz, M. Rescigno, S. Richter, F. Rimondi, L. Ristori, A. Robson, T. Rodrigo, T. Rodriguez, E. Rogers, S. Rolli, R. Roser, M. Rossi, R. Rossin, P. Roy, A. Ruiz, J. Russ, V. Rusu, H. Saarikko, A. Safonov, W. K. Sakumoto, O. Saltó, L. Santi, S. Sarkar, L. Sartori, K. Sato, A. Savoy-Navarro, P. Schlabach, A. Schmidt, E. E. Schmidt, M. A. Schmidt, M. P. Schmidt, M. Schmitt, T. Schwarz, L. Scodellaro, A. Scribano, F. Scuri, A. Sedov, S. Seidel, Y. Seiya, A. Semenov, L. Sexton-Kennedy, F. Sforza, A. Sfyrla, S. Z. Shalhout, T. Shears, P. F. Shepard, M. Shimojima, S. Shiraishi, M. Shochet, Y. Shon, I. Shreyber, A. Sidoti, P. Sinervo, A. Sisakyan, A. J. Slaughter, J. Slaunwhite, K. Sliwa, J. R. Smith, F. D. Snider, R. Snihur, A. Soha, S. Somalwar, V. Sorin, J. Spalding, T. Spreitzer, P. Squillacioti, M. Stanitzki, R. St.denis, B. Stelzer, O. Stelzer-Chilton, D. Stentz, J. Strologas, G. L. Strycker, D. Stuart, J. S. Suh, A. Sukhanov, I. Suslov, T. Suzuki, A. Taffard, R. Takashima, Y. Takeuchi, R. Tanaka, M. Tecchio, P. K. Teng, K. Terashi, J. Thom, A. S. Thompson, G. A. Thompson, E. Thomson, P. Tipton, P. Ttito-Guzmán, S. Tkaczyk, D. Toback, S. Tokar, K. Tollefson, T. Tomura, D. Tonelli, S. Torre, D. Torretta, P. Totaro, S. Tourneur, M. Trovato, S. Y. Tsai, Y. Tu, N. Turini, F. Ukegawa, S. Vallecorsa, N. Van Remortel, A. Varganov, E. Vataga, F. Vázquez, G. Velev, C. Vellidis, M. Vidal, R. Vidal, I. Vila, R. Vilar, T. Vine, M. Vogel, I. Volobouev, G. Volpi, P. Wagner, R. G. Wagner, R. L. Wagner, W. Wagner, J. Wagner-Kuhr, T. Wakisaka, R. Wallny, S. M. Wang, A. Warburton, D. Waters, M. Weinberger, J. Weinelt, W. C. Wester, B. Whitehouse, D. Whiteson, A. B. Wicklund, E. Wicklund, S. Wilbur, G. Williams, H. H. Williams, P. Wilson, B. L. Winer, P. Wittich, S. Wolbers, C. Wolfe, T. Wright, X. Wu, F. Würthwein, S. Xie, A. Yagil, K. Yamamoto, J. Yamaoka, U. K. Yang, Y. C. Yang, W. M. Yao, G. P. Yeh, J. Yoh, K. Yorita, T. Yoshida, G. B. Yu, I. Yu, S. S. Yu, J. C. Yun, L. Zanello, A. Zanetti, L. Zhang, X. Zhang, Y. Zheng, S. Zucchelli

*Corresponding author for this work

Research output: Contribution to journalArticle

192 Scopus citations

Abstract

In CDF we have observed the reactions p+p̄→p+X+p̄, with X being a centrally produced J/ψ, ψ(2S), or χc0, and γγ→μ+μ- in pp̄ collisions at s=1.96TeV. The event signature requires two oppositely charged central muons, and either no other particles or one additional photon detected. Exclusive vector meson production is as expected for elastic photoproduction, γ+p→J/ψ(ψ(2S))+p, observed here for the first time in hadron-hadron collisions. We also observe exclusive χc0→J/ψ+γ. The cross sections dσdy|y=0 for J/ψ, ψ(2S), and χc0 are 3.92±0.25(stat)±0.52(syst)nb, 0.53±0.09(stat)±0.10(syst)nb, and 76±10(stat) ±10(syst)nb, respectively, and the continuum is consistent with QED. We put an upper limit on the cross section for Odderon exchange in exclusive J/ψ production.

Original languageEnglish (US)
Article number242001
JournalPhysical review letters
Volume102
Issue number24
DOIs
StatePublished - Jun 15 2009

ASJC Scopus subject areas

  • Physics and Astronomy(all)

Fingerprint Dive into the research topics of 'Observation of exclusive charmonium production and γγ→μ +μ- in pp̄ collisions at s=1.96TeV'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Aaltonen, T., Adelman, J., Akimoto, T., Albrow, M. G., Álvarez González, B., Amerio, S., Amidei, D., Anastassov, A., Annovi, A., Antos, J., Apollinari, G., Apresyan, A., Arisawa, T., Artikov, A., Ashmanskas, W., Attal, A., Aurisano, A., Azfar, F., Azzurri, P., ... Zucchelli, S. (2009). Observation of exclusive charmonium production and γγ→μ +μ- in pp̄ collisions at s=1.96TeV. Physical review letters, 102(24), [242001]. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.242001