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Title: Measurement of long-range multiparticle azimuthal correlations with the subevent cumulant method in p p and p +Pb collisions with the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider

Journal Article · · Physical Review. C
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A detailed study of multiparticle azimuthal correlations is presented using pp data at √s = 5.02 and 13 TeV, and p+Pb data at √sNN = 5.02 TeV, recorded with the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider. The azimuthal correlations are probed using four-particle cumulants cn {4} and flow coefficients vn {4} = (-cn{4})1/4 for n = 2 and 3, with the goal of extracting long-range multiparticle azimuthal correlation signals and suppressing the short-range correlations. The values of cn {4} are obtained as a function of the average number of charged particles per event, (Nch), using the recently proposed two-subevent and three-subevent cumulant methods, and compared with results obtained with the standard cumulant method. The standard method is found to be strongly biased by short-range correlations, which originate mostly from jets with a positive contribution to cn {4}. The three-subevent method, on the other hand, is found to be least sensitive to short-range correlations. The three-subevent method gives a negative c2 {4}, and therefore a well-defined v2 {4}, nearly independent of (Nch), which implies that the long-range multiparticle azimuthal correlations persist to events with low multiplicity. Furthermore, v2 {4} is found to be smaller than the v2 {2} measured using the two-particle correlation method, as expected for long-range collective behavior. Finally, the measured values of v2 {4} and v2 {2} are used to estimate the number of sources relevant for the initial eccentricity in the collision geometry. The results based on the subevent cumulant technique provide direct evidence, in small collision systems, for a long-range collectivity involving many particles distributed across a broad rapidity interval.

Research Organization:
Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States). Oak Ridge Leadership Computing Facility (OLCF); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States); Harvard Univ., Cambridge, MA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
SC0012704; AC02-76SF00515; SC0007881; AC02-05CH11231
OSTI ID:
1420207
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1423564; OSTI ID: 1434017; OSTI ID: 1499421; OSTI ID: 1771124
Report Number(s):
BNL-209236-2018-JACI; PRVCAN; 024904
Journal Information:
Physical Review. C, Journal Name: Physical Review. C Vol. 97 Journal Issue: 2; ISSN 2469-9985
Publisher:
American Physical Society (APS)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 56 works
Citation information provided by
Web of Science

References (34)

New method for measuring azimuthal distributions in nucleus-nucleus collisions journal April 2001
Measurement with the ATLAS detector of multi-particle azimuthal correlations in <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:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mtext>Pb</mml:mtext></mml:math> collisions at <mml:math altimg="si2.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> </mml:mtext><mml:mtext>TeV</mml:mtext></mml:math> journal August 2013
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Higher Harmonic Anisotropic Flow Measurements of Charged Particles in Pb-Pb Collisions at s N N = 2.76 TeV journal July 2011
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Dihadron azimuthal correlations in Au+Au collisions at s NN = 200 GeV journal July 2008
Measurements of long-range azimuthal anisotropies and associated Fourier coefficients for p p collisions at s = 5.02 and 13 TeV and p + Pb collisions at s NN = 5.02  TeV with the ATLAS detector journal August 2017
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Geant4—a simulation toolkit
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