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

Title: W±-boson production in p–Pb collisions at $$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$ = 8.16 TeV and Pb–Pb collisions at $$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$ = 5.02 TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
 [1]; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; more »; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; « less
  1. Univ. Clermont Auvergne, Clermont-Ferrand (France); Homi Bhabha National Institute (India); ALICE Collaboration et al.

The production of the W± bosons measured in p–Pb collisions at a centre-of-mass energy per nucleon–nucleon collision $$\sqrt{s_{NN}}$$ = 8.16 TeV and Pb–Pb collisions at $$\sqrt{s_{NN}}$$ = 5.02 TeV with ALICE at the LHC is presented. The W± bosons are measured via their muonic decay channel, with the muon reconstructed in the pseudorapidity region -4 < η$$_{lab}^{μ}$$ < -2.5 with transverse momentum p$$_{T}^{μ}$$ > 10 GeV/c. While in Pb–Pb collisions the measurements are performed in the forward (2.5 < y$$_{cms}^{μ}$$ < 4) rapidity region, in p–Pb collisions, where the centre-of-mass frame is boosted with respect to the laboratory frame, the measurements are performed in the backward (-4.46 < y$$_{cms}^{μ}$$ < -2.96) and forward (2.03 < y$$_{cms}^{μ}$$ < 3.53) rapidity regions. The W- and W+ production cross sections, lepton-charge asymmetry, and nuclear modification factors are evaluated as a function of the muon rapidity. In order to study the production as a function of the p–Pb collision centrality, the production cross sections of the W- and W+ bosons are combined and normalised to the average number of binary nucleon–nucleon collision $$\langle$$Ncoll$$\rangle$$. In Pb–Pb collisions, the same measurements are presented as a function of the collision centrality. Study of the binary scaling of the W±-boson cross sections in p–Pb and Pb–Pb collisions is also reported. The results are compared with perturbative QCD calculations, with and without nuclear modifications of the Parton Distribution Functions (PDFs), as well as with available data at the LHC. Significant deviations from the theory expectations are found in the two collision systems, indicating that the measurements can provide additional constraints for the determination of nuclear PDFs and in particular of the light-quark distributions.

Research Organization:
Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States); Univ. of Tennessee, Knoxville, TN (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), Nuclear Physics (NP)
Contributing Organization:
ALICE Collaboration
Grant/Contract Number:
AC05-00OR22725; FG02-96ER40982
OSTI ID:
1985371
Alternate ID(s):
OSTI ID: 2007848
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Vol. 2023, Issue 5; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (42)

New Generation of Parton Distributions with Uncertainties from Global QCD Analysis journal July 2002
EPS09 — A new generation of NLO and LO nuclear parton distribution functions journal April 2009
The p T spectrum in heavy-flavour hadroproduction journal May 1998
Precision phenomenology with MCFM journal December 2019
New parton distribution functions from a global analysis of quantum chromodynamics journal February 2016
Vector bosons in heavy-ion collisions at the LHC journal April 2009
Performance of the ALICE experiment at the CERN LHC journal September 2014
Centrality dependence of electroweak boson production in PbPb collisions at the CERN Large Hadron Collider journal October 2021
Impact of LHC vector boson production in heavy ion collisions on strange PDFs journal October 2020
Improved Monte Carlo Glauber predictions at present and future nuclear colliders journal May 2018
Progress in the Glauber Model at Collider Energies journal September 2021
Massive Lepton-Pair Production in Hadron-Hadron Collisions at High Energies journal August 1970
New parton distributions for collider physics journal October 2010
The scale dependent nuclear effects in parton distributions for practical applications journal June 1999
Nuclear PDFs Today
  • Paukkunen, Hannu
  • Proceedings of International Conference on Hard and Electromagnetic Probes of High-Energy Nuclear Collisions — PoS(HardProbes2018) https://doi.org/10.22323/1.345.0014
conference April 2019
The structure of the proton in the LHC precision era journal May 2018
Nuclear shadowing journal September 2006
Effect of shadowing on initial conditions, transverse energy, and hard probes in ultrarelativistic heavy ion collisions journal March 2000
PYTHIA 6.4 physics and manual journal May 2006
Nuclear shadowing in electro-weak interactions journal January 2013
nNNPDF2.0: quark flavor separation in nuclei from LHC data journal September 2020
nCTEQ15: Global analysis of nuclear parton distributions with uncertainties in the CTEQ framework journal April 2016
EPPS21: a global QCD analysis of nuclear PDFs journal May 2022
Constraints for the nuclear parton distributions from Z and W ± production at the LHC journal March 2011
Hadronic structure in high-energy collisions journal November 2020
Glauber Modeling in High-Energy Nuclear Collisions journal November 2007
Influence of hadronic bound states above T c on heavy-quark observables in Pb + Pb collisions at the CERN Large Hadron Collider journal January 2014
The challenge of the EMC effect: Existing data and future directions journal August 2014
Parton distributions from high-precision collider data: NNPDF Collaboration journal October 2017
Precision studies for Drell–Yan processes at NNLO journal July 2021
Implications of CTEQ global analysis for collider observables journal July 2008
NLO vector-boson production matched with shower in POWHEG journal July 2008
Fermi Motion and Nuclear Modification Factor journal July 2004
FEWZ 2.0: A code for hadronic Z production at next-to-next-to-leading order journal November 2011
Shadowing in Inelastic Nucleon-Nucleon Cross Section? journal November 2020
High-precision QCD at hadron colliders: Electroweak gauge boson rapidity distributions at next-to-next-to leading order journal May 2004
EPPS16: nuclear parton distributions with LHC data journal March 2017
GEANT: Detector Description and Simulation Tool null January 2008
Absence of jet quenching in peripheral nucleus–nucleus collisions journal October 2017
Impact-parameter dependent nuclear parton distribution functions: EPS09s and EKS98s and their applications in nuclear hard processes journal July 2012
Vector Boson Production at Hadron Colliders: A Fully Exclusive QCD Calculation at Next-to-Next-to-Leading Order journal August 2009
Resummed Drell-Yan cross-section at N3LL journal October 2020