Title

Probing Extreme Electromagnetic Fields with the Breit-Wheeler Process

Author's Department

Physics Department

Find in your Library

https://arxiv.org/abs/1910.12400

All Authors

J. Adam, L. Adamczyk, J. R. Adams, J. K. Adkins, G. Agakishiev, M. M. Aggarwal, Z. Ahammed, I. Alekseev, D. M. Anderson, A. Aparin, E. C. Aschenauer, M. U. Ashraf, F. G. Atetalla, A. Attri, G. S. Averichev, V. Bairathi, K. Barish, A. Behera, R. Bellwied, A. Bhasin, J. Bielcik, J. Bielcikova, L. C. Bland, I. G. Bordyuzhin, J. D. Brandenburg, A. V. Brandin, J. Butterworth, H. Caines, M. Calderón de la Barca Sánchez, D. Cebra, I. Chakaberia, P. Chaloupka, B. K. Chan, F-H. Chang, Z. Chang, N. Chankova-Bunzarova, A. Chatterjee, D. Chen, J. H. Chen, X. Chen, Z. Chen, J. Cheng, M. Cherney, M. Chevalier, S. Choudhury, W. Christie, H. J. Crawford, M. Csanád, M. Daugherity, T. G. Dedovich, I. M. Deppner, A. A. Derevschikov, L. Didenko, X. Dong, J. L. Drachenberg, J. C. Dunlop, T. Edmonds, N. Elsey, J. Engelage, G. Eppley, R. Esha, S. Esumi, O. Evdokimov, J. Ewigleben, O. Eyser, R. Fatemi, S. Fazio, P. Federic, J. Fedorisin, C. J. Feng, Y. Feng, P. Filip, E. Finch, Y. Fisyak, A. Francisco, L. Fulek, C. A. Gagliardi, T. Galatyuk, F. Geurts, A. Gibson, K. Gopal, D. Grosnick, A. I. Hamad, A. Hamed, J. W. Harris, W. He, X. He, S. Heppelmann, S. Heppelmann, N. Herrmann, E. Hoffman, L. Holub, Y. Hong, S. Horvat, Y. Hu, H. Z. Huang, S. L. Huang, T. Huang, X. Huang , T. J. Humanic, P. Huo, G. Igo, D. Isenhower, W. W. Jacobs, C. Jena, A. Jentsch, Y. JI, J. Jia, K. Jiang, S. Jowzaee, X. Ju, E. G. Judd, S. Kabana, M. L. Kabir, S. Kagamaster, D. Kalinkin, K. Kang, D. Kapukchyan, K. Kauder, H. W. Ke, D. Keane, A. Kechechyan, M. Kelsey, Y. V. Khyzhniak, D. P. Kikoła, C. Kim, B. Kimelman, D. Kincses, T. A. Kinghorn, I. Kisel, A. Kiselev, A. Kisiel, S. R. Klein, M. Kocan, L. Kochenda, L. K. Kosarzewski, L. Kramarik, P. Kravtsov, K. Krueger, N. Kulathunga Mudiyanselage, L. Kumar, R. Kunnawalkam Elayavalli, J. H. Kwasizur, R. Lacey, S. Lan, J. M. Landgraf, J. Lauret, A. Lebedev, R. Lednicky, J. H. Lee, Y. H. Leung, C. Li, W. Li, W. Li, X. Li, Y. Li, Y. Liang, R. Licenik, T. Lin, Y. Lin, M. A. Lisa, F. Liu, H. Liu, P. Liu, P. Liu, T. Liu, X. Liu, Y. Liu, Z. Liu, T. Ljubicic, W. J. Llope, R. S. Longacre, N. S. Lukow, S. Luo, X. Luo, G. L. Ma, L. Ma, R. Ma, Y. G. Ma, N. Magdy, R. Majka, D. Mallick, S. Margetis, C. Markert, H. S. Matis, J. A. Mazer, N. G. Minaev, S. Mioduszewski, B. Mohanty, I. Mooney, Z. Moravcova, D. A. Morozov, M. Nagy, J. D. Nam, Md. Nasim, K. Nayak, D. Neff, J. M. Nelson, D. B. Nemes, M. Nie, G. Nigmatkulov, T. Niida, L. V. Nogach, T. Nonaka, G. Odyniec, A. Ogawa, S. Oh, V. A. Okorokov, B. S. Page, R. Pak, A. Pandav, Y. Panebratsev, B. Pawlik, D. Pawlowska, H. Pei, C. Perkins, L. Pinsky, R. L. Pintér, J. Pluta, J. Porter, M. Posik, N. K. Pruthi, M. Przybycien, J. Putschke, H. Qiu, A. Quintero, S. K. Radhakrishnan, S. Ramachandran, R. L. Ray, R. Reed, H. G. Ritter, J. B. Roberts, O. V. Rogachevskiy, J. L. Romero, L. Ruan, J. Rusnak, N. R. Sahoo, H. Sako, S. Salur, J. Sandweiss, S. Sato, W. B. Schmidke, N. Schmitz, B. R. Schweid, F. Seck, J. Seger, M. Sergeeva, R. Seto, P. Seyboth, N. Shah, E. Shahaliev, P. V. Shanmuganathan, M. Shao, F. Shen, W. Q. Shen, S. S. Shi, Q. Y. Shou, E. P. Sichtermann, R. Sikora, M. Simko, J. Singh, S. Singha, N. Smirnov, W. Solyst, P. Sorensen, H. M. Spinka, B. Srivastava, T. D. S. Stanislaus, M. Stefaniak, D. J. Stewart, M. Strikhanov, B. Stringfellow, A. A. P. Suaide, M. Sumbera, B. Summa, X. M. Sun, Y. Sun, Y. Sun, B. Surrow, D. N. Svirida, P. Szymanski, A. H. Tang, Z. Tang, A. Taranenko, T. Tarnowsky, J. H. Thomas, A. R. Timmins, D. Tlusty, M. Tokarev, C. A. Tomkiel, S. Trentalange, R. E. Tribble, P. Tribedy, S. K. Tripathy, O. D. Tsai, Z. Tu, T. Ullrich, D. G. Underwood, I. Upsal, G. Van Buren, J. Vanek, A. N. Vasiliev, I. Vassiliev, F. Videbæk, S. Vokal, S. A. Voloshin, F. Wang, G. Wang, J. S. Wang, P. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Z. Wang, J. C. Webb, P. C. Weidenkaff, L. Wen, G. D. Westfall, H. Wieman, S. W. Wissink, R. Witt, Y. Wu, Z. G. Xiao, G. Xie, W. Xie, H. Xu, N. Xu, Q. H. Xu, Y. F. Xu, Y. Xu, Z. Xu, Z. Xu, C. Yang, Q. Yang, S. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Ye, Z. Ye, L. Yi, K. Yip, H. Zbroszczyk, W. Zha, D. Zhang, S. Zhang, S. Zhang, X. P. Zhang, Y. Zhang, Z. J. Zhang, Z. Zhang, J. Zhao, C. Zhong, C. Zhou, X. Zhu, Z. Zhu, M. Zurek, M. Zyzak

Document Type

Research Article

Publication Title

arXiv preprint arXiv:1910.12400

Publication Date

1-1-2019

Abstract

The Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) accelerates nuclei to ultra-relativistic velocities, producing some of the strongest known magnetic fields in the Universe ({10^{14}-10^{15}}1014−1015 Tesla). The highly Lorentz-contracted Coulomb fields of the nuclei generate a flux of linearly polarized quasi-real photons that can interact via the Breit-Wheeler process to produce electron-positron pairs ({\gamma\gamma \rightarrow e^+e^-}γγ→e+e−). Experimental data presented in this article are consistent with Breit-Wheeler theory across all measured differentials. The detected pairs are produced predominantly at low transverse momentum (P_{\perp}P⊥​) with a smooth invariant mass distribution, with the individual {e^\pm}e± preferentially aligned along the beam direction, and with a 4th-order modulation in azimuth between the {e^+e^-}e+e− pair and {e^\pm}e± momenta. The P_{\perp}P⊥​ spectrum broadens from large to small impact parameters. Our observation opens new opportunities to study Quantum Chromodynamics under extreme conditions and provides a new tool for interdisciplinary study of extreme electromagnetic fields.

This document is currently not available here.

Share

COinS