Dielectron production at midrapidity at low transverse momentum in peripheral and semi-peripheral Pb–Pb collisions at $$ {\sqrt{s}}_{\textrm{NN}} $$ = 5.02 TeV
Authors:   The ALICE collaboration, Acharya S. , Adamová D. , Adler A. , Aglieri Rinella G. , Agnello M. , Agrawal N. , Ahammed Z. , Ahmad S. , Ahn S. U. , Ahuja I. , Akindinov A. , Al-Turany M. , Aleksandrov D. , Alessandro B. , Alfanda H. M. , Alfaro Molina R. , Ali B. , Ali Y. , Alici A. , Alizadehvandchali N. , Alkin A. , Alme J. , Alocco G. , Alt T. , Altsybeev I. , Anaam M. N. , Andrei C. , Andronic A. , Anguelov V. , Antinori F. , Antonioli P. , Anuj C. , Apadula N. , Aphecetche L. , Appelshäuser H. , Arcelli S. , Arnaldi R. , Arsene I. C. , Arslandok M. , Augustinus A. , Averbeck R. , Aziz S. , Azmi M. D. , Badalà A. , Baek Y. W. , Bai X. , Bailhache R. , Bailung Y. , Bala R. , Balbino A. , Baldisseri A. , Balis B. , Banerjee D. , Banoo Z. , Barbera R. , Barioglio L. , Barlou M. , Barnaföldi G. G. , Barnby L. S. , Barret V. , Barreto L. , Bartels C. , Barth K. , Bartsch E. , Baruffaldi F. , Bastid N. , Basu S. , Batigne G. , Battistini D. , Batyunya B. , Bauri D. , Bazo Alba J. L. , Bearden I. G. , Beattie C. , Becht P. , Behera D. , Belikov I. , Bell Hechavarria A. D. C. , Bellini F. , Bellwied R. , Belokurova S. , Belyaev V. , Bencedi G. , Beole S. , Bercuci A. , Berdnikov Y. , Berdnikova A. , Bergmann L. , Besoiu M. G. , Betev L. , Bhaduri P. P. , Bhasin A. , Bhat I. R. , Bhat M. A. , Bhattacharjee B. , Bianchi L. , Bianchi N. , Bielčík J. , Bielčíková J. , Biernat J. , Bilandzic A. , Biro G. , Biswas S. , Blair J. T. , Blau D. , Blidaru M. B. , Bluhme N. , Blume C. , Boca G. , Bock F. , Bodova T. , Bogdanov A. , Boi S. , Bok J. , Boldizsár L. , Bolozdynya A. , Bombara M. , Bond P. M. , Bonomi G. , Borel H. , Borissov A. , Bossi H. , Botta E. , Bratrud L. , Braun-Munzinger P. , Bregant M. , Broz M. , Bruno G. E. , Buckland M. D. , Budnikov D. , Buesching H. , Bufalino S. , Bugnon O. , Buhler P. , Buthelezi Z. , Butt J. B. , Bylinkin A. , Bysiak S. A. , Cai M. , Caines H. , Caliva A. , Calvo Villar E. , Camacho J. M. M. , Camacho R. S. , Camerini P. , Canedo F. D. M. , Carabas M. , Carnesecchi F. , Caron R. , Castillo Castellanos J. , Catalano F. , Ceballos Sanchez C. , Chakaberia I. , Chakraborty P. , Chandra S. , Chapeland S. , Chartier M. , Chattopadhyay S. , Chattopadhyay S. , Chavez T. G. , Cheng T. , Cheshkov C. , Cheynis B. , Chibante Barroso V. , Chinellato D. D. , Chizzali E. S. , Cho J. , Cho S. , Chochula P. , Christakoglou P. , Christensen C. H. , Christiansen P. , Chujo T. , Ciacco M. , Cicalo C. , Cifarelli L. , Cindolo F. , Ciupek M. R. , Clai G. , Colamaria F. , Colburn J. S. , Colella D. , Collu A. , Colocci M. , Concas M. , Conesa Balbastre G. , Conesa del Valle Z. , Contin G. , Contreras J. G. , Coquet M. L. , Cormier T. M. , Cortese P. , Cosentino M. R. , Costa F. , Costanza S. , Crochet P. , Cruz-Torres R. , Cuautle E. , Cui P. , Cunqueiro L. , Dainese A. , Danisch M. C. , Danu A. , Das P. , Das P. , Das S. , Dash S. , De Caro A. , de Cataldo G. , De Cilladi L. , de Cuveland J. , De Falco A. , De Gruttola D. , De Marco N. , De Martin C. , De Pasquale S. , Deb S. , Degenhardt H. F. , Deja K. R. , Del Grande R. , Dello Stritto L. , Deng W. , Dhankher P. , Di Bari D. , Di Mauro A. , Diaz R. A. , Dietel T. , Ding Y. , Divià R. , Dixit D. U. , Djuvsland Ø. , Dmitrieva U. , Dobrin A. , Dönigus B. , Dubey A. K. , Dubinski J. M. , Dubla A. , Dudi S. , Dupieux P. , Durkac M. , Dzalaiova N. , Eder T. M. , Ehlers R. J. , Eikeland V. N. , Eisenhut F. , Elia D. , Erazmus B. , Ercolessi F. , Erhardt F. , Ersdal M. R. , Espagnon B. , Eulisse G. , Evans D. , Evdokimov S. , Fabbietti L. , Faggin M. , Faivre J. , Fan F. , Fan W. , Fantoni A. , Fasel M. , Fecchio P. , Feliciello A. , Feofilov G. , Fernández Téllez A. , Ferrer M. B. , Ferrero A. , Ferretti A. , Feuillard V. J. G. , Figiel J. , Filova V. , Finogeev D. , Fionda F. M. , Fiorenza G. , Flor F. , Flores A. N. , Foertsch S. , Fokin I. , Fokin S. , Fragiacomo E. , Frajna E. , Fuchs U. , Funicello N. , Furget C. , Furs A. , Gaardhøje J. J. , Gagliardi M. , Gago A. M. , Gal A. , Galvan C. D. , Ganoti P. , Garabatos C. , Garcia J. R. A. , Garcia-Solis E. , Garg K. , Gargiulo C. , Garibli A. , Garner K. , Gauger E. F. , Gautam A. , Gay Ducati M. B. , Germain M. , Ghosh S. K. , Giacalone M. , Gianotti P. , Giubellino P. , Giubilato P. , Glaenzer A. M. C. , Glässel P. , Glimos E. , Goh D. J. Q. , Gonzalez V. , González-Trueba L. H. , Gorbunov S. , Gorgon M. , Görlich L. , Gotovac S. , Grabski V. , Graczykowski L. K. , Grecka E. , Greiner L. , Grelli A. , Grigoras C. , Grigoriev V. , Grigoryan S. , Grosa F. , Grosse-Oetringhaus J. F. , Grosso R. , Grund D. , Guardiano G. G. , Guernane R. , Guilbaud M. , Gulbrandsen K. , Gunji T. , Guo W. , Gupta A. , Gupta R. , Guzman S. P. , Gyulai L. , Habib M. K. , Hadjidakis C. , Hamagaki H. , Hamid M. , Han Y. , Hannigan R. , Haque M. R. , Harlenderova A. , Harris J. W. , Harton A. , Hasenbichler J. A. , Hassan H. , Hatzifotiadou D. , Hauer P. , Havener L. B. , Heckel S. T. , Hellbär E. , Helstrup H. , Herman T. , Herrera Corral G. , Herrmann F. , Hetland K. F. , Heybeck B. , Hillemanns H. , Hills C. , Hippolyte B. , Hofman B. , Hohlweger B. , Honermann J. , Hong G. H. , Horak D. , Horzyk A. , Hosokawa R. , Hou Y. , Hristov P. , Hughes C. , Huhn P. , Huhta L. M. , Hulse C. V. , Humanic T. J. , Hushnud H. , Hutson A. , Hutter D. , Iddon J. P. , Ilkaev R. , Ilyas H. , Inaba M. , Innocenti G. M. , Ippolitov M. , Isakov A. , Isidori T. , Islam M. S. , Ivanov M. , Ivanov V. , Izucheev V. , Jablonski M. , Jacak B. , Jacazio N. , Jacobs P. M. , Jadlovska S. , Jadlovsky J. , Jaffe L. , Jahnke C. , Janik M. A. , Janson T. , Jercic M. , Jevons O. , Jimenez A. A. P. , Jonas F. , Jones P. G. , Jowett J. M. , Jung J. , Jung M. , Junique A. , Jusko A. , Kabus M. J. , Kaewjai J. , Kalinak P. , Kalteyer A. S. , Kalweit A. , Kaplin V. , Karasu Uysal A. , Karatovic D. , Karavichev O. , Karavicheva T. , Karczmarczyk P. , Karpechev E. , Kashyap V. , Kazantsev A. , Kebschull U. , Keidel R. , Keijdener D. L. D. , Keil M. , Ketzer B. , Khan A. M. , Khan S. , Khanzadeev A. , Kharlov Y. , Khatun A. , Khuntia A. , Kileng B. , Kim B. , Kim C. , Kim D. J. , Kim E. J. , Kim J. , Kim J. S. , Kim J. , Kim J. , Kim M. , Kim S. , Kim T. , Kirsch S. , Kisel I. , Kiselev S. , Kisiel A. , Kitowski J. P. , Klay J. L. , Klein J. , Klein S. , Klein-Bösing C. , Kleiner M. , Klemenz T. , Kluge A. , Knospe A. G. , Kobdaj C. , Kollegger T. , Kondratyev A. , Kondratyeva N. , Kondratyuk E. , Konig J. , Konigstorfer S. A. , Konopka P. J. , Kornakov G. , Koryciak S. D. , Kotliarov A. , Kovalenko O. , Kovalenko V. , Kowalski M. , Králik I. , Kravčáková A. , Kreis L. , Krivda M. , Krizek F. , Krizkova Gajdosova K. , Kroesen M. , Krüger M. , Krupova D. M. , Kryshen E. , Krzewicki M. , Kučera V. , Kuhn C. , Kuijer P. G. , Kumaoka T. , Kumar D. , Kumar L. , Kumar N. , Kundu S. , Kurashvili P. , Kurepin A. , Kurepin A. B. , Kushpil S. , Kvapil J. , Kweon M. J. , Kwon J. Y. , Kwon Y. , La Pointe S. L. , La Rocca P. , Lai Y. S. , Lakrathok A. , Lamanna M. , Langoy R. , Larionov P. , Laudi E. , Lautner L. , Lavicka R. , Lazareva T. , Lea R. , Lehrbach J. , Lemmon R. C. , León Monzón I. , Lesch M. M. , Lesser E. D. , Lettrich M. , Lévai P. , Li X. , Li X. L. , Lien J. , Lietava R. , Lim B. , Lim S. H. , Lindenstruth V. , Lindner A. , Lippmann C. , Liu A. , Liu D. H. , Liu J. , Lofnes I. M. , Loginov V. , Loizides C. , Loncar P. , Lopez J. A. , Lopez X. , López Torres E. , Lu P. , Luhder J. R. , Lunardon M. , Luparello G. , Ma Y. G. , Maevskaya A. , Mager M. , Mahmoud T. , Maire A. , Malaev M. , Malik N. M. , Malik Q. W. , Malik S. K. , Malinina L. , Mal’Kevich D. , Mallick D. , Mallick N. , Mandaglio G. , Manko V. , Manso F. , Manzari V. , Mao Y. , Margagliotti G. V. , Margotti A. , Marín A. , Markert C. , Marquard M. , Martin N. A. , Martinengo P. , Martinez J. L. , Martínez M. I. , Martínez García G. , Masciocchi S. , Masera M. , Masoni A. , Massacrier L. , Mastroserio A. , Mathis A. M. , Matonoha O. , Matuoka P. F. T. , Matyja A. , Mayer C. , Mazuecos A. L. , Mazzaschi F. , Mazzilli M. , Mdhluli J. E. , Mechler A. F. , Melikyan Y. , Menchaca-Rocha A. , Meninno E. , Menon A. S. , Meres M. , Mhlanga S. , Miake Y. , Micheletti L. , Migliorin L. C. , Mihaylov D. L. , Mikhaylov K. , Mishra A. N. , Miśkowiec D. , Modak A. , Mohanty A. P. , Mohanty B. , Mohisin Khan M. , Molander M. A. , Moravcova Z. , Mordasini C. , Moreira De Godoy D. A. , Morozov I. , Morsch A. , Mrnjavac T. , Muccifora V. , Mudnic E. , Muhuri S. , Mulligan J. D. , Mulliri A. , Munhoz M. G. , Munzer R. H. , Murakami H. , Murray S. , Musa L. , Musinsky J. , Myrcha J. W. , Naik B. , Nair R. , Nandi B. K. , Nania R. , Nappi E. , Nassirpour A. F. , Nath A. , Nattrass C. , Neagu A. , Negru A. , Nellen L. , Nesbo S. V. , Neskovic G. , Nesterov D. , Nielsen B. S. , Nielsen E. G. , Nikolaev S. , Nikulin S. , Nikulin V. , Noferini F. , Noh S. , Nomokonov P. , Norman J. , Novitzky N. , Nowakowski P. , Nyanin A. , Nystrand J. , Ogino M. , Ohlson A. , Okorokov V. A. , Oleniacz J. , Oliveira Da Silva A. C. , Oliver M. H. , Onnerstad A. , Oppedisano C. , Ortiz Velasquez A. , Oskarsson A. , Otwinowski J. , Oya M. , Oyama K. , Pachmayer Y. , Padhan S. , Pagano D. , Paić G. , Palasciano A. , Panebianco S. , Park J. , Parkkila J. E. , Pathak S. P. , Patra R. N. , Paul B. , Pei H. , Peitzmann T. , Peng X. , Pereira L. G. , Pereira Da Costa H. , Peresunko D. , Perez G. M. , Perrin S. , Pestov Y. , Petráček V. , Petrov V. , Petrovici M. , Pezzi R. P. , Piano S. , Pikna M. , Pillot P. , Pinazza O. , Pinsky L. , Pinto C. , Pisano S. , Płoskoń M. , Planinic M. , Pliquett F. , Poghosyan M. G. , Politano S. , Poljak N. , Pop A. , Porteboeuf-Houssais S. , Porter J. , Pozdniakov V. , Prasad S. K. , Prasad S. , Preghenella R. , Prino F. , Pruneau C. A. , Pshenichnov I. , Puccio M. , Qiu S. , Quaglia L. , Quishpe R. E. , Ragoni S. , Rakotozafindrabe A. , Ramello L. , Rami F. , Ramirez S. A. R. , Rancien T. A. , Raniwala R. , Raniwala S. , Räsänen S. S. , Rath R. , Ravasenga I. , Read K. F. , Redelbach A. R. , Redlich K. , Rehman A. , Reichelt P. , Reidt F. , Reme-Ness H. A. , Rescakova Z. , Reygers K. , Riabov A. , Riabov V. , Ricci R. , Richert T. , Richter M. , Riegler W. , Riggi F. , Ristea C. , Rodríguez Cahuantzi M. , Røed K. , Rogalev R. , Rogochaya E. , Rogoschinski T. S. , Rohr D. , Röhrich D. , Rojas P. F. , Rojas Torres S. , Rokita P. S. , Ronchetti F. , Rosano A. , Rosas E. D. , Rossi A. , Roy A. , Roy P. , Roy S. , Rubini N. , Rueda O. V. , Ruggiano D. , Rui R. , Rumyantsev B. , Russek P. G. , Russo R. , Rustamov A. , Ryabinkin E. , Ryabov Y. , Rybicki A. , Rytkonen H. , Rzesa W. , Saarimaki O. A. M. , Sadek R. , Sadovsky S. , Saetre J. , Šafařík K. , Saha S. K. , Saha S. , Sahoo B. , Sahoo P. , Sahoo R. , Sahoo S. , Sahu D. , Sahu P. K. , Saini J. , Sajdakova K. , Sakai S. , Salvan M. P. , Sambyal S. , Saramela T. B. , Sarkar D. , Sarkar N. , Sarma P. , Sarritzu V. , Sarti V. M. , Sas M. H. P. , 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. , Schotter R. , Schukraft J. , Schwarz K. , Schweda K. , Scioli G. , Scomparin E. , Seger J. E. , Sekiguchi Y. , Sekihata D. , Selyuzhenkov I. , Senyukov S. , Seo J. J. , Serebryakov D. , Šerkšnytė L. , Sevcenco A. , Shaba T. J. , Shabanov A. , Shabetai A. , Shahoyan R. , Shaikh W. , Shangaraev A. , Sharma A. , Sharma D. , Sharma H. , Sharma M. , Sharma N. , Sharma S. , Sharma U. , Shatat A. , Sheibani O. , Shigaki K. , Shimomura M. , Shirinkin S. , Shou Q. , Sibiriak Y. , Siddhanta S. , Siemiarczuk T. , Silva T. F. , Silvermyr D. , Simantathammakul T. , Simeonov R. , Simonetti G. , Singh B. , Singh B. , Singh R. , Singh R. , Singh R. , Singh V. K. , Singhal V. , Sinha T. , Sitar B. , Sitta M. , Skaali T. B. , Skorodumovs G. , Slupecki M. , Smirnov N. , Snellings R. J. M. , Solheim E. H. , Soncco C. , Song J. , Songmoolnak A. , Soramel F. , Sorensen S. , Spijkers R. , Sputowska I. , Staa J. , Stachel J. , Stan I. , Steffanic P. J. , Stiefelmaier S. F. , Stocco D. , Storehaug I. , Storetvedt M. M. , Stratmann P. , Strazzi S. , Stylianidis C. P. , Suaide A. A. P. , Suire C. , Sukhanov M. , Suljic M. , Sumberia V. , Sumowidagdo S. , Swain S. , Szabo A. , Szarka I. , Tabassam U. , Taghavi S. F. , Taillepied G. , Takahashi J. , Tambave G. J. , Tang S. , Tang Z. , Tapia Takaki J. D. , Tapus N. , Tarasovicova L. A. , Tarzila M. G. , Tauro A. , Telesca A. , Terlizzi L. , Terrevoli C. , Tersimonov G. , Thakur S. , Thomas D. , Tieulent R. , Tikhonov A. , Timmins A. R. , Tkacik M. , Tkacik T. , Toia A. , Topilskaya N. , Toppi M. , Torales-Acosta F. , Tork T. , Torres Ramos A. G. , Trifiró A. , Triolo A. S. , Tripathy S. , Tripathy T. , Trogolo S. , Trubnikov V. , Trzaska W. H. , Trzcinski T. P. , Turrisi R. , Tveter T. S. , Ullaland K. , Ulukutlu B. , Uras A. , Urioni M. , Usai G. L. , Vala M. , Valle N. , Vallero S. , van Doremalen L. V. R. , van Leeuwen M. , van Veen C. A. , van Weelden R. J. G. , Vande Vyvre P. , Varga D. , Varga Z. , Varga-Kofarago M. , Vasileiou M. , Vasiliev A. , Vázquez Doce O. , Vechernin V. , Vercellin E. , Vergara Limón S. , Vermunt L. , Vértesi R. , Verweij M. , Vickovic L. , Vilakazi Z. , Villalobos Baillie O. , Vino G. , Vinogradov A. , Virgili T. , Vislavicius V. , Vodopyanov A. , Volkel B. , Völkl M. A. , Voloshin K. , Voloshin S. A. , Volpe G. , von Haller B. , Vorobyev I. , Vozniuk N. , Vrláková J. , Wagner B. , Wang C. , Wang D. , Weber M. , Wegrzynek A. , Weiglhofer F. T. , Wenzel S. C. , Wessels J. P. , Weyhmiller S. L. , Wiechula J. , Wikne J. , Wilk G. , Wilkinson J. , Willems G. A. , Windelband B. , Winn M. , Wright J. R. , Wu W. , Wu Y. , Xu R. , Yadav A. K. , Yalcin S. , Yamaguchi Y. , Yamakawa K. , Yang S. , Yano S. , Yin Z. , Yoo I.-K. , Yoon J. H. , Yuan S. , Yuncu A. , Zaccolo V. , Zampolli C. , Zanoli H. J. C. , Zanone F. , Zardoshti N. , Zarochentsev A. , Závada P. , Zaviyalov N. , Zhalov M. , Zhang B. , Zhang S. , Zhang X. , Zhang Y. , Zhao M. , Zherebchevskii V. , Zhi Y. , Zhigareva N. , Zhou D. , Zhou Y. , Zhu J. , Zhu Y. , Zinovjev G. , Zurlo N. 
Published: June 2023

Abstract

The first measurement of the e+e− pair production at low lepton pair transverse momentum (pT,ee) and low invariant mass (mee) in non-central Pb–Pb collisions at $$ {\sqrt{s}}_{\textrm{NN}} $$

s

NN

= 5.02 TeV at the LHC is presented. The dielectron production is studied with the ALICE detector at midrapidity (|ηe| < 0.8) as a function of invariant mass (0.4 ≤ mee< 2.7 GeV/c2) in the 50–70% and 70–90% centrality classes for pT,ee< 0.1 GeV/c, and as a function of pT,ee in three mee intervals in the most peripheral Pb–Pb collisions. Below a pT,ee of 0.1 GeV/c, a clear excess of e+e− pairs is found compared to the expectations from known hadronic sources and predictions of thermal radiation from the medium. The mee excess spectra are reproduced, within uncertainties, by different predictions of the photon–photon production of dielectrons, where the photons originate from the extremely strong electromagnetic fields generated by the highly Lorentz-contracted Pb nuclei. Lowest-order quantum electrodynamic (QED) calculations, as well as a model that takes into account the impact-parameter dependence of the average transverse momentum of the photons, also provide a good description of the pT,ee spectra. The measured $$ \sqrt{\left\langle {p}_{\textrm{T},\textrm{ee}}^2\right\rangle } $$

p

T
,
ee

2

of the excess pT,ee spectrum in peripheral Pb–Pb collisions is found to be comparable to the values observed previously at RHIC in a similar phase-space region.