skip to main content
OSTI.GOV title logo U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Title: Study of the production of charged pions, kaons, and protons in pPb collisions at $$$$\sqrt{s_{NN}} =\; $$$$ s N N = 5.02 $$$$\,\text {TeV}$$$$ TeV

Journal Article · · European Physical Journal. C, Particles and Fields
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; more »; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; « less

Spectra of identified charged hadrons are measured in pPb collisions with the CMS detector at the LHC at sqrt(sNN) = 5.02 TeV. Charged pions, kaons, and protons in the transverse-momentum range pt approximately 0.1-1.7 GeV and laboratory rapidity abs(y) < 1 are identified via their energy loss in the silicon tracker. The average pt increases with particle mass and the charged multiplicity of the event. The increase of the average pt with charged multiplicity is greater for heavier hadrons. Comparisons to Monte Carlo event generators reveal that EPOS LHC, which incorporates additional hydrodynamic evolution of the created system, is able to reproduce most of the data features, unlike HIJING and AMPT. The pt spectra and integrated yields are also compared to those measured in pp and PbPb collisions at various energies. The average transverse momentum and particle ratio measurements indicate that particle production at LHC energies is strongly correlated with event particle multiplicity.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
1151661
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-13-342-CMS; CERN-PH-EP-2013-096; CMS-HIN-12-016; arXiv eprint number arXiv:1307.3442
Journal Information:
European Physical Journal. C, Particles and Fields, Vol. 74, Issue 6; ISSN 1434-6044
Publisher:
SpringerCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 80 works
Citation information provided by
Web of Science

References (43)

Centrality dependent particle production at y = 0 and y ~ 1 in Au+Au collisions at s NN = 200 GeV journal July 2005
A parametrization of the energy loss distributions of charged particles and its applications for silicon detectors journal November 2012
Study of clustering methods to improve primary vertex finding for collider detectors journal September 2010
Possible generalization of Boltzmann-Gibbs statistics journal July 1988
Thermal phenomenology of hadrons from 200 A GeV S+S collisions journal November 1993
Study of the inclusive production of charged pions, kaons, and protons in pp collisions at $\sqrt{s} = 0.9, 2.76,\mbox{ and }7~\mbox{TeV}$ journal October 2012
Constraints from the first LHC data on hadronic event generators for ultra-high energy cosmic-ray physics journal September 2011
PYTHIA 6.4 physics and manual journal May 2006
Transverse-Momentum and Pseudorapidity Distributions of Charged Hadrons in p p Collisions at s = 7 TeV journal July 2010
Identified hadron transverse momentum spectra in Au+Au collisions at s NN = 62.4 GeV journal February 2007
Observation of Associated Near-Side and Away-Side Long-Range Correlations in s N N = 5.02 TeV Proton-Lead Collisions with the ATLAS Detector journal May 2013
Identified charged particle spectra and yields in Au + Au collisions at s N N = 200 GeV journal March 2004
Strange particle production in pp collisions at $ \sqrt {s} = 0.9 $ and 7 TeV journal May 2011
Centrality dependence of π , K , and p production in Pb-Pb collisions at s N N = 2.76 TeV journal October 2013
Review of Particle Physics journal July 2012
Multiplicity dependence of pion, kaon, proton and lambda production in p–Pb collisions at <mml:math altimg="si1.gif" overflow="scroll" xmlns:xocs="http://www.elsevier.com/xml/xocs/dtd" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://www.elsevier.com/xml/ja/dtd" xmlns:ja="http://www.elsevier.com/xml/ja/dtd" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:tb="http://www.elsevier.com/xml/common/table/dtd" xmlns:sb="http://www.elsevier.com/xml/common/struct-bib/dtd" xmlns:ce="http://www.elsevier.com/xml/common/dtd" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:cals="http://www.elsevier.com/xml/common/cals/dtd" xmlns:sa="http://www.elsevier.com/xml/common/struct-aff/dtd"><mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">NN</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5.02</mml:mn><mml:mtext> TeV</mml:mtext></mml:math> journal January 2014
Current status and further improvements of a multi-phase transport (AMPT) model journal June 2011
Systematic measurements of identified particle spectra in pp , d + Au , and Au + Au collisions at the STAR detector journal March 2009
Observation of long-range, near-side angular correlations in pPb collisions at the LHC journal January 2013
Hadron production in p + p , p + Pb , and Pb + Pb collisions with the hijing 2.0 model at energies available at the CERN Large Hadron Collider journal January 2011
LOW p T HADRONIC PHYSICS WITH CMS journal August 2007
Experimental study of multiparticle production in hadron-nucleus interactions at high energy journal July 1980
Parton ladder splitting and the rapidity dependence of transverse momentum spectra in deuteron-gold collisions at the BNL Relativistic Heavy Ion Collider journal October 2006
Long-range angular correlations on the near and away side in p–Pb collisions at <mml:math altimg="si1.gif" overflow="scroll" xmlns:xocs="http://www.elsevier.com/xml/xocs/dtd" xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://www.elsevier.com/xml/ja/dtd" xmlns:ja="http://www.elsevier.com/xml/ja/dtd" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:tb="http://www.elsevier.com/xml/common/table/dtd" xmlns:sb="http://www.elsevier.com/xml/common/struct-bib/dtd" xmlns:ce="http://www.elsevier.com/xml/common/dtd" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:cals="http://www.elsevier.com/xml/common/cals/dtd"><mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">NN</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5.02</mml:mn><mml:mtext> TeV</mml:mtext></mml:math> journal February 2013
Hydrodynamic Models for Heavy Ion Collisions journal November 2006
Nuclear modification of high- p T hadron spectra in high-energy p + A collisions journal November 2012
Hadron production in Au–Au collisions at RHIC journal October 2001
Geant4—a simulation toolkit
  • Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 506, Issue 3 https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
journal July 2003
Non-extensive approach to quark matter journal May 2009
The CMS experiment at the CERN LHC journal August 2008
Review of Particle Physics text January 2008
Strange particle production in pp collisions at $\sqrt{s}\ =$ 0.9 and 7 TeV text January 2011
Review of Particle Physics text January 2018
Review of Particle Physics text January 2012
Observation of long-range, near-side angular correlations in pPb collisions at the LHC text January 2013
Constraints from the first LHC data on hadronic event generators for ultra-high energy cosmic-ray physics text January 2011
Strange Particle Production in pp Collisions at sqrt(s) = 0.9 and 7 TeV text January 2011
Study of the inclusive production of charged pions, kaons, and protons in pp collisions at sqrt(s) = 0.9, 2.76, and 7 TeV text January 2012
Long-range angular correlations on the near and away side in p-Pb collisions at $\sqrt{s_{\rm NN}}$ = 5.02 TeV text January 2012
Multiplicity Dependence of Pion, Kaon, Proton and Lambda Production in p-Pb Collisions at $\sqrt{s_{\rm NN}}$ = 5.02 TeV text January 2013
Hadron production in Au-Au collisions at RHIC text January 2001
Hydrodynamic Models for Heavy Ion Collisions text January 2006
Low pT Hadronic Physics with CMS text January 2007

Cited By (19)

Λ c + production in pp collisions at s = 7 $$ \sqrt{s}=7 $$ TeV and in p-Pb collisions at s N N = 5.02 $$ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}}=5.02 $$ TeV journal April 2018
Chemical potentials of light hadrons and quarks from yield ratios of negative to positive particles in high energy pp collisions journal January 2019
Bose-Einstein correlations in p p ,   p Pb , and PbPb collisions at s N N = 0.9 7 TeV journal June 2018
Systematic analysis of hadron spectra in p + p collisions using Tsallis distributions journal October 2015
Comparison of Tsallis statistics with the Tsallis-factorized statistics in the ultrarelativistic pp collisions journal December 2016
QCD and strongly coupled gauge theories: challenges and perspectives journal October 2014
Nuclear effects on the transverse momentum spectra of charged particles in pPb collisions at $$\sqrt{s_{_\mathrm {NN}}} =5.02$$ s NN = 5.02 $$\,\text {TeV}$$ TeV journal May 2015
Measurement of the centrality dependence of the charged-particle pseudorapidity distribution in proton–lead collisions at $$\sqrt{s_{_\text {NN}}} = 5.02$$ s NN = 5.02  TeV with the ATLAS detector journal April 2016
Universal scaling of meson and baryon spectra in p-Pb collisions at 5.02TeV journal May 2019
Relativistic Hydrodynamics in Heavy-Ion Collisions: General Aspects and Recent Developments journal January 2016
Comparing the Tsallis Distribution with and without Thermodynamical Description in p + p Collisions journal January 2016
Searches for transverse momentum dependent flow vector fluctuations in Pb-Pb and p-Pb collisions at the LHC text January 2017
Strange hadron production in pp and pPb collisions at sNN =5.02 TeV text January 2020
Measurement of charged pion, kaon, and proton production in proton-proton collisions at √s = 13 TeV text January 2017
QCD and Strongly Coupled Gauge Theories: Challenges and Perspectives text January 2014
Novel Collective Phenomena in High-Energy Proton-Proton and Proton-Nucleus Collisions text January 2015
Relativistic hydrodynamics in heavy-ion collisions: general aspects and recent developments text January 2016
Initial state fluctuations in collisions between light and heavy ions text January 2016
Collectivity and electromagnetic radiation in small systems text January 2016


Similar Records

Neutral to charged kaon yield fluctuations in Pb – Pb collisions at $\sqrt{s_{NN}}$ = 2.76 TeV
Journal Article · Thu Jun 09 00:00:00 EDT 2022 · Physics Letters. B · OSTI ID:1151661

Studies of azimuthal dihadron correlations in ultra-central PbPb collisions at $\sqrt{s_{NN}} =$ 2.76 TeV
Journal Article · Thu Feb 20 00:00:00 EST 2014 · Journal of High Energy Physics (Online) · OSTI ID:1151661

One-dimensional charged kaon femtoscopy in p -Pb collisions at s NN = 5.02 TeV
Journal Article · Thu Aug 22 00:00:00 EDT 2019 · Physical Review C · OSTI ID:1151661