Abstract:

Light-by-light scattering (γγ → γγ) is a quantum-mechanical process that is forbidden in the classical theory of electrodynamics. This reaction is accessible at the Large Hadron Collider thanks to the large electromagnetic field strengths generated by ultra-relativistic colliding lead (Pb) ions. Using 480 µb −1 of Pb+Pb collision data recorded at a centre-of-mass energy per nucleon pair of 5.02 TeV by the ATLAS detector, the ATLAS Collaboration reports evidence for the γγ → γγ reaction. A total of 13 candidate events are observed with an expected background of 2.6 ± 0.7 events. After background subtraction and analysis corrections, the fiducial cross section of the process Pb+Pb (γγ) → Pb(∗)+Pb(∗) γγ, for photon transverse energy ET > 3 GeV, photon absolute pseudorapidity |η| < 2.4, diphoton invariant mass greater than 6 GeV, diphoton transverse momentum lower than 2 GeV and diphoton acoplanarity below 0.01, is measured to be 70 ± 24 (stat.) ± 17 (syst.) nb, which is in agreement with Standard Model predictions

Author affiliation: Aaboud, M.. Université Mohamed Premier and LPTPM; Marruecos

Author affiliation: Aad, G.. Aix-Marseille Université; Francia

Author affiliation: Abbott, B.. Oklahoma State University; Estados Unidos

Author affiliation: Abdallah, J.. Academia Sinica; China

Author affiliation: Abdinov, O.. Azerbaijan Academy of Sciences; Azerbaiyán

Author affiliation: Alconada Verzini, María Josefina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina

Author affiliation: Alonso, Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina

Author affiliation: Arduh, Francisco Anuar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina

Author affiliation: Dova, Maria Teresa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina

Author affiliation: Hoya, Joaquín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina

Author affiliation: Monticelli, Fernando Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina

Author affiliation: Wahlberg, Hernan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina

Author affiliation: Bossio Sola, Jonathan David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina

Author affiliation: Marceca, Gino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina

Author affiliation: Otero y Garzon, Gustavo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina

Author affiliation: Piegaia, Ricardo Nestor. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina

Author affiliation: Sacerdoti, Sabrina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina

Author affiliation: Zibell. A.. Julius-Maximilians-Universität; Alemania

Author affiliation: Zieminska, D.. Indiana University; Estados Unidos

Author affiliation: Zimine, N. I.. Joint Institute for Nuclear Research; Rusia

Author affiliation: Zimmermann, C.. Universität Mainz; Alemania

Author affiliation: Zimmermann, S.. Albert-Ludwigs-Universität; Alemania

Author affiliation: Zinonos, Z.. Georg-August-Universität; Alemania

Author affiliation: Zinser, M.. Universität Mainz; Alemania

Author affiliation: Ziolkowski, M.. Universität Siegen; Alemania

Author affiliation: Živković, L.. University of Belgrade; Serbia

Author affiliation: Zobernig, G.. University of Wisconsin; Estados Unidos

Author affiliation: Zoccoli, A.. Università di Bologna; Italia

Author affiliation: Nedden, M. zur. Humboldt University; Alemania

Author affiliation: Zurzolo, G.. Università di Napoli; Italia

Author affiliation: Zwalinski, L.. Cern - European Organization For Nuclear Research; Suiza

Author affiliation: The ATLAS Collaboration. No especifica;