Measurement of long-range pseudorapidity correlations and azimuthal harmonics in $\sqrt{s_{NN}}=5.02$ TeV proton-lead collisions with the ATLAS detector
(2014) Physical Review C — Vol. 90 (2014)
Files
1409.pdf
Open Access - Adobe PDF
- 1.03 MB
Details
- Authors
- et. al.
- Abstract
- <p>Measurements of two-particle correlation functions and the first five azimuthal harmonics, <inline-formula><mml:math><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, are presented, using 28 <inline-formula><mml:math><mml:msup><mml:mi>nb</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>Pb</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> collisions at a nucleon-nucleon center-of-mass energy of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5.02</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> TeV measured with the ATLAS detector at the LHC. Significant long-range “ridgelike” correlations are observed for pairs with small relative azimuthal angle (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>Δ</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo><</mml:mo><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) and back-to-back pairs (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi>Δ</mml:mi><mml:mi>ϕ</mml:mi><mml:mo>|</mml:mo><mml:mo>></mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) over the transverse momentum range <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn>0.4</mml:mn><mml:mo><</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msub><mml:mo><</mml:mo><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> GeV and in different intervals of event activity. The event activity is defined by either the number of reconstructed tracks or the total transverse energy on the Pb-fragmentation side. The azimuthal structure of such long-range correlations is Fourier decomposed to obtain the harmonics <inline-formula><mml:math><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> as a function of <inline-formula><mml:math><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and event activity. The extracted <inline-formula><mml:math><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> values for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to 5 decrease with <inline-formula><mml:math><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The <inline-formula><mml:math><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> values are found to be positive in the measured <inline-formula><mml:math><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> range. The <inline-formula><mml:math><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> is also measured as a function of <inline-formula><mml:math><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> and is observed to change sign around <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msub><mml:mo>≈</mml:mo><mml:mn>1.5</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–2.0 GeV and then increase to about 0.1 for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msub><mml:mo>></mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> GeV. The <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are compared to the <inline-formula><mml:math><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> coefficients in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi>Pb</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Pb</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> collisions at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2.76</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> TeV with similar event multiplicities. Reasonable agreement is observed after accounting for the difference in the average <inline-formula><mml:math><mml:msub><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> of particles produced in the two collision systems.</p>
- Affiliations
Citations
Tanasijczuk, A. J., ATLAS, & et al. (2014). Measurement of long-range pseudorapidity correlations and azimuthal harmonics in $\sqrt{s_{NN}}=5.02$ TeV proton-lead collisions with the ATLAS detector. Physical Review C, 90. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.90.044906 (Original work published 2014)