Abstract
In ultraperipheral relativistic heavy-ion collisions, a photon from the electromagnetic field of one nucleus can fluctuate to a quark-antiquark pair and scatter from the other nucleus, emerging as a ρ0. The ρ0 production occurs in two well-separated (median impact parameters of 20 and 40 F for the cases considered here) nuclei, so the system forms a two-source interferometer. At low transverse momenta, the two amplitudes interfere destructively, suppressing ρ0 production. Since the ρ0 decays before the production amplitudes from the two sources can overlap, the two-pion system can only be described with an entangled nonlocal wave function, and is thus an example of the Einstein-Podolsky-Rosen paradox. We observe this suppression in 200 GeV per nucleon-pair gold-gold collisions. The interference is 87%±5%(stat.) ±8%(syst.) of the expected level. This translates into a limit on decoherence due to wave function collapse or other factors of 23% at the 90% confidence level.
| Original language | English (US) |
|---|---|
| Article number | 112301 |
| Journal | Physical Review Letters |
| Volume | 102 |
| Issue number | 11 |
| DOIs | |
| State | Published - Mar 16 2009 |
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- Physics and Astronomy(all)
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Observation of two-source interference in the photoproduction reaction AuAu→AuAuρ0. / Abelev, B. I.; Aggarwal, M. M.; Ahammed, Z.; Anderson, B. D.; Arkhipkin, D.; Averichev, G. S.; Bai, Y.; Balewski, J.; Barannikova, O.; Barnby, L. S.; Baudot, J.; Baumgart, S.; Beavis, D. R.; Bellwied, R.; Benedosso, F.; Betancourt, M. J.; Betts, R. R.; Bhardwaj, S.; Bhasin, A.; Bhati, A. K.; Bichsel, H.; Bielcik, J.; Bielcikova, J.; Biritz, B.; Bland, L. C.; Bombara, M.; Bonner, B. E.; Botje, M.; Bouchet, J.; Braidot, E.; Brandin, A. V.; Bruna, E.; Bueltmann, S.; Burton, T. P.; Bystersky, M.; Cai, X. Z.; Caines, H.; De La Barca Sánchez, M. Calderón; Callner, J.; Catu, O.; Cebra, D.; Cendejas, R.; Cervantes, M. C.; Chajecki, Z.; Chaloupka, P.; Chattopadhyay, S.; Chen, H. F.; Chen, J. H.; Chen, J. Y.; Cheng, J.; Cherney, M.; Chikanian, A.; Choi, K. E.; Christie, W.; Chung, S. U.; Clarke, R. F.; Codrington, M. J.M.; Coffin, J. P.; Corliss, R.; Cormier, T. M.; Cosentino, M. R.; Cramer, J. G.; Crawford, H. J.; Das, D.; Dash, S.; Daugherity, M.; De Silva, C.; Dedovich, T. G.; Dephillips, M.; Derevschikov, A. A.; Derradi De Souza, R.; Didenko, L.; Djawotho, P.; Dogra, S. M.; Dong, X.; Drachenberg, J. L.; Draper, J. E.; Du, F.; Dunlop, J. C.; Dutta Mazumdar, M. R.; Edwards, W. R.; Efimov, L. G.; Elhalhuli, E.; Elnimr, M.; Emelianov, V.; Engelage, J.; Eppley, G.; Erazmus, B.; Estienne, M.; Eun, L.; Fachini, P.; Fatemi, R.; Fedorisin, J.; Feng, A.; Filip, P.; Finch, E.; Fine, V.; Fisyak, Y.; Gagliardi, C. A.; Gaillard, L.; Gangadharan, D. R.; Ganti, M. S.; Garcia-Solis, E.; Ghazikhanian, V.; Ghosh, P.; Gorbunov, Y. N.; Gordon, A.; Grebenyuk, O.; Grosnick, D.; Grube, B.; Guertin, S. M.; Guimaraes, K. S.F.F.; Gupta, A.; Gupta, N.; Guryn, W.; Haag, B.; Hallman, T. J.; Hamed, A.; Harris, J. W.; He, W.; Heinz, M.; Heppelmann, S.; Hippolyte, B.; Hirsch, A.; Hjort, E.; Hoffman, A. M.; Hoffmann, G. W.; Hofman, D. J.; Hollis, R. S.; Huang, H. Z.; Humanic, T. J.; Igo, G.; Iordanova, A.; Jacobs, P.; Jacobs, W. W.; Jakl, P.; Jin, F.; Jones, C. L.; Jones, P. G.; Joseph, J.; Judd, E. G.; Kabana, S.; Kajimoto, K.; Kang, K.; Kapitan, J.; Kaplan, M.; Keane, D.; Kechechyan, A.; Kettler, D.; Khodyrev, V. Yu; Kikola, D. P.; Kiryluk, J.; Kisiel, A.; Klein, S. R.; Knospe, A. G.; Kocoloski, A.; Koetke, D. D.; Kopytine, M.; Kotchenda, L.; Kouchpil, V.; Kravtsov, P.; Kravtsov, V. I.; Krueger, K.; Krus, M.; Kuhn, C.; Kumar, L.; Kurnadi, P.; Lamont, M. A.C.; Landgraf, J. M.; Lapointe, S.; Lauret, J.; Lebedev, A.; Lednicky, R.; Lee, C. H.; Leight, W.; Levine, M. J.; Li, C.; Li, N.; Li, Y.; Lin, G.; Lindenbaum, S. J.; Lisa, M. A.; Liu, F.; Liu, H.; Liu, J.; Liu, L.; Ljubicic, T.; Llope, W. J.; Longacre, R. S.; Love, W. A.; Lu, Y.; Ludlam, T.; Lynn, D.; Ma, G. L.; Ma, Y. G.; Mahapatra, D. P.; Majka, R.; Mall, O. I.; Mangotra, L. K.; Manweiler, R.; Margetis, S.; Markert, C.; Matis, H. S.; Matulenko, Yu A.; McShane, T. S.; Meschanin, A.; Milner, R.; Minaev, N. G.; Mioduszewski, S.; Mischke, A.; Mitchell, J.; Mohanty, B.; Morozov, D. A.; Munhoz, M. G.; Nandi, B. K.; Nattrass, C.; Nayak, T. K.; Nelson, J. M.; Nepali, C.; Netrakanti, P. K.; Ng, M. J.; Nogach, L. V.; Nurushev, S. B.; Odyniec, G.; Ogawa, A.; Okada, H.; Okorokov, V.; Olson, D.; Pachr, M.; Page, B. S.; Pal, S. K.; Pandit, Y.; Panebratsev, Y.; Pawlak, T.; Peitzmann, T.; Perevoztchikov, V.; Perkins, C.; Peryt, W.; Phatak, S. C.; Planinic, M.; Pluta, J.; Poljak, N.; Poskanzer, A. M.; Potukuchi, B. V.K.S.; Prindle, D.; Pruneau, C.; Pruthi, N. K.; Putschke, J.; Raniwala, R.; Raniwala, S.; Ray, R. L.; Redwine, R.; Reed, R.; Ridiger, A.; Ritter, H. G.; Roberts, J. B.; Rogachevskiy, O. V.; Romero, J. L.; Rose, A.; Roy, C.; Ruan, L.; Russcher, M. J.; Rykov, V.; Sahoo, R.; Sakrejda, I.; Sakuma, T.; Salur, S.; Sandweiss, J.; Sarsour, M.; Schambach, J.; Scharenberg, R. P.; Schmitz, N.; Seger, J.; Selyuzhenkov, I.; Seyboth, P.; Shabetai, A.; Shahaliev, E.; Shao, M.; Sharma, M.; Shi, S. S.; Shi, X. H.; Sichtermann, E. P.; Simon, F.; Singaraju, R. N.; Skoby, M. J.; Smirnov, N.; Snellings, R.; Sorensen, P.; Sowinski, J.; Spinka, H. M.; Srivastava, B.; Stadnik, A.; Stanislaus, T. D.S.; Staszak, D.; Strikhanov, M.; Stringfellow, B.; Suaide, A. A.P.; Suarez, M. C.; Subba, N. L.; Sumbera, M.; Sun, X. M.; Sun, Y.; Sun, Z.; Surrow, B.; Symons, T. J.M.; Szanto De Toledo, A.; Takahashi, J.; Tang, A. H.; Tang, Z.; Tarnowsky, T.; Thein, D.; Thomas, J. H.; Tian, J.; Timmins, A. R.; Timoshenko, S.; Tlusty, D.; Tokarev, M.; Trainor, T. A.; Tram, V. N.; Trattner, A. L.; Trentalange, S.; Tribble, R. E.; Tsai, O. D.; Ulery, J.; Ullrich, T.; Underwood, D. G.; Van Buren, G.; Van Leeuwen, M.; Vander Molen, A. M.; Vanfossen, J. A.; Varma, R.; Vasconcelos, G. M.S.; Vasilevski, I. M.; Vasiliev, A. N.; Videbaek, F.; Vigdor, S. E.; Viyogi, Y. P.; Vokal, S.; Voloshin, S. A.; Wada, M.; Waggoner, W. T.; Walker, M.; Wang, F.; Wang, G.; Wang, J. S.; Wang, Q.; Wang, X.; Wang, X. L.; Wang, Y.; Webb, J. C.; Westfall, G. D.; Whitten, C.; Wieman, H.; Wissink, S. W.; Witt, R.; Wu, Y.; Xie, W.; Xu, N.; Xu, Q. H.; Xu, Y.; Xu, Z.; Yepes, P.; Yoo, I. K.; Yue, Q.; Zawisza, M.; Zbroszczyk, H.; Zhan, W.; Zhang, H.; Zhang, S.; Zhang, W. M.; Zhang, Y.; Zhang, Z. P.; Zhao, Y.; Zhong, C.; Zhou, J.; Zoulkarneev, R.; Zoulkarneeva, Y.; Zuo, J. X.
In: Physical Review Letters, Vol. 102, No. 11, 112301, 16.03.2009.Research output: Contribution to journal › Article
}
TY - JOUR
T1 - Observation of two-source interference in the photoproduction reaction AuAu→AuAuρ0
AU - Abelev, B. I.
AU - Aggarwal, M. M.
AU - Ahammed, Z.
AU - Anderson, B. D.
AU - Arkhipkin, D.
AU - Averichev, G. S.
AU - Bai, Y.
AU - Balewski, J.
AU - Barannikova, O.
AU - Barnby, L. S.
AU - Baudot, J.
AU - Baumgart, S.
AU - Beavis, D. R.
AU - Bellwied, R.
AU - Benedosso, F.
AU - Betancourt, M. J.
AU - Betts, R. R.
AU - Bhardwaj, S.
AU - Bhasin, A.
AU - Bhati, A. K.
AU - Bichsel, H.
AU - Bielcik, J.
AU - Bielcikova, J.
AU - Biritz, B.
AU - Bland, L. C.
AU - Bombara, M.
AU - Bonner, B. E.
AU - Botje, M.
AU - Bouchet, J.
AU - Braidot, E.
AU - Brandin, A. V.
AU - Bruna, E.
AU - Bueltmann, S.
AU - Burton, T. P.
AU - Bystersky, M.
AU - Cai, X. Z.
AU - Caines, H.
AU - De La Barca Sánchez, M. Calderón
AU - Callner, J.
AU - Catu, O.
AU - Cebra, D.
AU - Cendejas, R.
AU - Cervantes, M. C.
AU - Chajecki, Z.
AU - Chaloupka, P.
AU - Chattopadhyay, S.
AU - Chen, H. F.
AU - Chen, J. H.
AU - Chen, J. Y.
AU - Cheng, J.
AU - Cherney, M.
AU - Chikanian, A.
AU - Choi, K. E.
AU - Christie, W.
AU - Chung, S. U.
AU - Clarke, R. F.
AU - Codrington, M. J.M.
AU - Coffin, J. P.
AU - Corliss, R.
AU - Cormier, T. M.
AU - Cosentino, M. R.
AU - Cramer, J. G.
AU - Crawford, H. J.
AU - Das, D.
AU - Dash, S.
AU - Daugherity, M.
AU - De Silva, C.
AU - Dedovich, T. G.
AU - Dephillips, M.
AU - Derevschikov, A. A.
AU - Derradi De Souza, R.
AU - Didenko, L.
AU - Djawotho, P.
AU - Dogra, S. M.
AU - Dong, X.
AU - Drachenberg, J. L.
AU - Draper, J. E.
AU - Du, F.
AU - Dunlop, J. C.
AU - Dutta Mazumdar, M. R.
AU - Edwards, W. R.
AU - Efimov, L. G.
AU - Elhalhuli, E.
AU - Elnimr, M.
AU - Emelianov, V.
AU - Engelage, J.
AU - Eppley, G.
AU - Erazmus, B.
AU - Estienne, M.
AU - Eun, L.
AU - Fachini, P.
AU - Fatemi, R.
AU - Fedorisin, J.
AU - Feng, A.
AU - Filip, P.
AU - Finch, E.
AU - Fine, V.
AU - Fisyak, Y.
AU - Gagliardi, C. A.
AU - Gaillard, L.
AU - Gangadharan, D. R.
AU - Ganti, M. S.
AU - Garcia-Solis, E.
AU - Ghazikhanian, V.
AU - Ghosh, P.
AU - Gorbunov, Y. N.
AU - Gordon, A.
AU - Grebenyuk, O.
AU - Grosnick, D.
AU - Grube, B.
AU - Guertin, S. M.
AU - Guimaraes, K. S.F.F.
AU - Gupta, A.
AU - Gupta, N.
AU - Guryn, W.
AU - Haag, B.
AU - Hallman, T. J.
AU - Hamed, A.
AU - Harris, J. W.
AU - He, W.
AU - Heinz, M.
AU - Heppelmann, S.
AU - Hippolyte, B.
AU - Hirsch, A.
AU - Hjort, E.
AU - Hoffman, A. M.
AU - Hoffmann, G. W.
AU - Hofman, D. J.
AU - Hollis, R. S.
AU - Huang, H. Z.
AU - Humanic, T. J.
AU - Igo, G.
AU - Iordanova, A.
AU - Jacobs, P.
AU - Jacobs, W. W.
AU - Jakl, P.
AU - Jin, F.
AU - Jones, C. L.
AU - Jones, P. G.
AU - Joseph, J.
AU - Judd, E. G.
AU - Kabana, S.
AU - Kajimoto, K.
AU - Kang, K.
AU - Kapitan, J.
AU - Kaplan, M.
AU - Keane, D.
AU - Kechechyan, A.
AU - Kettler, D.
AU - Khodyrev, V. Yu
AU - Kikola, D. P.
AU - Kiryluk, J.
AU - Kisiel, A.
AU - Klein, S. R.
AU - Knospe, A. G.
AU - Kocoloski, A.
AU - Koetke, D. D.
AU - Kopytine, M.
AU - Kotchenda, L.
AU - Kouchpil, V.
AU - Kravtsov, P.
AU - Kravtsov, V. I.
AU - Krueger, K.
AU - Krus, M.
AU - Kuhn, C.
AU - Kumar, L.
AU - Kurnadi, P.
AU - Lamont, M. A.C.
AU - Landgraf, J. M.
AU - Lapointe, S.
AU - Lauret, J.
AU - Lebedev, A.
AU - Lednicky, R.
AU - Lee, C. H.
AU - Leight, W.
AU - Levine, M. J.
AU - Li, C.
AU - Li, N.
AU - Li, Y.
AU - Lin, G.
AU - Lindenbaum, S. J.
AU - Lisa, M. A.
AU - Liu, F.
AU - Liu, H.
AU - Liu, J.
AU - Liu, L.
AU - Ljubicic, T.
AU - Llope, W. J.
AU - Longacre, R. S.
AU - Love, W. A.
AU - Lu, Y.
AU - Ludlam, T.
AU - Lynn, D.
AU - Ma, G. L.
AU - Ma, Y. G.
AU - Mahapatra, D. P.
AU - Majka, R.
AU - Mall, O. I.
AU - Mangotra, L. K.
AU - Manweiler, R.
AU - Margetis, S.
AU - Markert, C.
AU - Matis, H. S.
AU - Matulenko, Yu A.
AU - McShane, T. S.
AU - Meschanin, A.
AU - Milner, R.
AU - Minaev, N. G.
AU - Mioduszewski, S.
AU - Mischke, A.
AU - Mitchell, J.
AU - Mohanty, B.
AU - Morozov, D. A.
AU - Munhoz, M. G.
AU - Nandi, B. K.
AU - Nattrass, C.
AU - Nayak, T. K.
AU - Nelson, J. M.
AU - Nepali, C.
AU - Netrakanti, P. K.
AU - Ng, M. J.
AU - Nogach, L. V.
AU - Nurushev, S. B.
AU - Odyniec, G.
AU - Ogawa, A.
AU - Okada, H.
AU - Okorokov, V.
AU - Olson, D.
AU - Pachr, M.
AU - Page, B. S.
AU - Pal, S. K.
AU - Pandit, Y.
AU - Panebratsev, Y.
AU - Pawlak, T.
AU - Peitzmann, T.
AU - Perevoztchikov, V.
AU - Perkins, C.
AU - Peryt, W.
AU - Phatak, S. C.
AU - Planinic, M.
AU - Pluta, J.
AU - Poljak, N.
AU - Poskanzer, A. M.
AU - Potukuchi, B. V.K.S.
AU - Prindle, D.
AU - Pruneau, C.
AU - Pruthi, N. K.
AU - Putschke, J.
AU - Raniwala, R.
AU - Raniwala, S.
AU - Ray, R. L.
AU - Redwine, R.
AU - Reed, R.
AU - Ridiger, A.
AU - Ritter, H. G.
AU - Roberts, J. B.
AU - Rogachevskiy, O. V.
AU - Romero, J. L.
AU - Rose, A.
AU - Roy, C.
AU - Ruan, L.
AU - Russcher, M. J.
AU - Rykov, V.
AU - Sahoo, R.
AU - Sakrejda, I.
AU - Sakuma, T.
AU - Salur, S.
AU - Sandweiss, J.
AU - Sarsour, M.
AU - Schambach, J.
AU - Scharenberg, R. P.
AU - Schmitz, N.
AU - Seger, J.
AU - Selyuzhenkov, I.
AU - Seyboth, P.
AU - Shabetai, A.
AU - Shahaliev, E.
AU - Shao, M.
AU - Sharma, M.
AU - Shi, S. S.
AU - Shi, X. H.
AU - Sichtermann, E. P.
AU - Simon, F.
AU - Singaraju, R. N.
AU - Skoby, M. J.
AU - Smirnov, N.
AU - Snellings, R.
AU - Sorensen, P.
AU - Sowinski, J.
AU - Spinka, H. M.
AU - Srivastava, B.
AU - Stadnik, A.
AU - Stanislaus, T. D.S.
AU - Staszak, D.
AU - Strikhanov, M.
AU - Stringfellow, B.
AU - Suaide, A. A.P.
AU - Suarez, M. C.
AU - Subba, N. L.
AU - Sumbera, M.
AU - Sun, X. M.
AU - Sun, Y.
AU - Sun, Z.
AU - Surrow, B.
AU - Symons, T. J.M.
AU - Szanto De Toledo, A.
AU - Takahashi, J.
AU - Tang, A. H.
AU - Tang, Z.
AU - Tarnowsky, T.
AU - Thein, D.
AU - Thomas, J. H.
AU - Tian, J.
AU - Timmins, A. R.
AU - Timoshenko, S.
AU - Tlusty, D.
AU - Tokarev, M.
AU - Trainor, T. A.
AU - Tram, V. N.
AU - Trattner, A. L.
AU - Trentalange, S.
AU - Tribble, R. E.
AU - Tsai, O. D.
AU - Ulery, J.
AU - Ullrich, T.
AU - Underwood, D. G.
AU - Van Buren, G.
AU - Van Leeuwen, M.
AU - Vander Molen, A. M.
AU - Vanfossen, J. A.
AU - Varma, R.
AU - Vasconcelos, G. M.S.
AU - Vasilevski, I. M.
AU - Vasiliev, A. N.
AU - Videbaek, F.
AU - Vigdor, S. E.
AU - Viyogi, Y. P.
AU - Vokal, S.
AU - Voloshin, S. A.
AU - Wada, M.
AU - Waggoner, W. T.
AU - Walker, M.
AU - Wang, F.
AU - Wang, G.
AU - Wang, J. S.
AU - Wang, Q.
AU - Wang, X.
AU - Wang, X. L.
AU - Wang, Y.
AU - Webb, J. C.
AU - Westfall, G. D.
AU - Whitten, C.
AU - Wieman, H.
AU - Wissink, S. W.
AU - Witt, R.
AU - Wu, Y.
AU - Xie, W.
AU - Xu, N.
AU - Xu, Q. H.
AU - Xu, Y.
AU - Xu, Z.
AU - Yepes, P.
AU - Yoo, I. K.
AU - Yue, Q.
AU - Zawisza, M.
AU - Zbroszczyk, H.
AU - Zhan, W.
AU - Zhang, H.
AU - Zhang, S.
AU - Zhang, W. M.
AU - Zhang, Y.
AU - Zhang, Z. P.
AU - Zhao, Y.
AU - Zhong, C.
AU - Zhou, J.
AU - Zoulkarneev, R.
AU - Zoulkarneeva, Y.
AU - Zuo, J. X.
PY - 2009/3/16
Y1 - 2009/3/16
N2 - In ultraperipheral relativistic heavy-ion collisions, a photon from the electromagnetic field of one nucleus can fluctuate to a quark-antiquark pair and scatter from the other nucleus, emerging as a ρ0. The ρ0 production occurs in two well-separated (median impact parameters of 20 and 40 F for the cases considered here) nuclei, so the system forms a two-source interferometer. At low transverse momenta, the two amplitudes interfere destructively, suppressing ρ0 production. Since the ρ0 decays before the production amplitudes from the two sources can overlap, the two-pion system can only be described with an entangled nonlocal wave function, and is thus an example of the Einstein-Podolsky-Rosen paradox. We observe this suppression in 200 GeV per nucleon-pair gold-gold collisions. The interference is 87%±5%(stat.) ±8%(syst.) of the expected level. This translates into a limit on decoherence due to wave function collapse or other factors of 23% at the 90% confidence level.
AB - In ultraperipheral relativistic heavy-ion collisions, a photon from the electromagnetic field of one nucleus can fluctuate to a quark-antiquark pair and scatter from the other nucleus, emerging as a ρ0. The ρ0 production occurs in two well-separated (median impact parameters of 20 and 40 F for the cases considered here) nuclei, so the system forms a two-source interferometer. At low transverse momenta, the two amplitudes interfere destructively, suppressing ρ0 production. Since the ρ0 decays before the production amplitudes from the two sources can overlap, the two-pion system can only be described with an entangled nonlocal wave function, and is thus an example of the Einstein-Podolsky-Rosen paradox. We observe this suppression in 200 GeV per nucleon-pair gold-gold collisions. The interference is 87%±5%(stat.) ±8%(syst.) of the expected level. This translates into a limit on decoherence due to wave function collapse or other factors of 23% at the 90% confidence level.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=63049105920&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=63049105920&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1103/PhysRevLett.102.112301
DO - 10.1103/PhysRevLett.102.112301
M3 - Article
AN - SCOPUS:63049105920
VL - 102
JO - Physical Review Letters
JF - Physical Review Letters
SN - 0031-9007
IS - 11
M1 - 112301
ER -