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Office of Scientific and Technical Information

Title: Measurement of azimuthal anisotropy of muons from charm and bottom hadrons in Pb+Pb collisions at $$\sqrt{s_{NN}}$$ = 5.02 TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · Physics Letters. B
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Azimuthal anisotropies of muons from charm and bottom hadron decays are measured in Pb+Pb collisions at s NN = 5.02 TeV . The data were collected with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider in 2015 and 2018 with integrated luminosities of 0.5 nb - 1 and 1.4 n b - 1 , respectively. The kinematic selection for heavy-flavor muons requires transverse momentum 4 <lt; p T < 30 GeV and pseudorapidity | η | < 2.0 . The dominant sources of muons in this p T range are semi-leptonic decays of charm and bottom hadrons. These heavy-flavor muons are separated from light-hadron decay muons and punch-through hadrons using the momentum imbalance between the measurements in the tracking detector and in the muon spectrometers. Azimuthal anisotropies, quantified by flow coefficients, are measured via the event-plane method for inclusive heavy-flavor muons as a function of the muon p T and in intervals of Pb+Pb collision centrality. Heavy-flavor muons are separated into contributions from charm and bottom hadron decays using the muon transverse impact parameter with respect to the event primary vertex. Non-zero elliptic ( v 2 ) and triangular ( v 3 ) flow coefficients are extracted for charm and bottom muons, with the charm muon coefficients larger than those for bottom muons for all Pb+Pb collision centralities. The results indicate substantial modification to the charm and bottom quark angular distributions through interactions in the quark-gluon plasma produced in these Pb+Pb collisions, with smaller modifications for the bottom quarks as expected theoretically due to their larger mass.

Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Harvard Univ., Cambridge, MA (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States); Univ. of Colorado, Boulder, CO (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC); National Science Foundation (NSF); USDOE National Nuclear Security Administration (NNSA)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
SC0007881; AC02-05CH11231; AC52-07NA27344; SC0018117
OSTI ID:
1635734
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1650125; OSTI ID: 1688454; OSTI ID: 1814098; OSTI ID: 1972621
Report Number(s):
LLNL-JRNL-814868; S0370269320303993; 135595; PII: S0370269320303993
Journal Information:
Physics Letters. B, Journal Name: Physics Letters. B Vol. 807 Journal Issue: C; ISSN 0370-2693
Publisher:
ElsevierCopyright Statement
Country of Publication:
Netherlands
Language:
English

References (39)

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Measurements of the electron and muon inclusive cross-sections in proton–proton 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:mi>s</mml:mi></mml:msqrt><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mtext> </mml:mtext><mml:mtext>TeV</mml:mtext></mml:math> with the ATLAS detector journal February 2012
Induced gluon radiation in a QCD medium journal February 1995

Figures / Tables (8)


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