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U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Measurement of inclusive and leading subjet fragmentation in pp and Pb–Pb collisions at $$\sqrt{s_{NN}}$$ = 5.02 TeV

Journal Article · · Journal of High Energy Physics (Online)
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  1. Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) (France); Univ. Clermont Auvergne, Clermont-Ferrand (France); Homi Bhabha National Inst., Kolkata (India); ALICE Collaboration. et al.
This article presents new measurements of the fragmentation properties of jets in both proton–proton (pp) and heavy-ion collisions with the ALICE experiment at the Large Hadron Collider (LHC). We report distributions of the fraction $$z_r$$ of transverse momentum carried by subjets of radius $$r$$ within jets of radius $$R$$. Charged-particle jets are reconstructed at midrapidity using the anti-$$k_T$$ algorithm with jet radius $$R$$ = 0.4, and subjets are reconstructed by reclustering the jet constituents using the anti-$$k_T$$ algorithm with radii $$r$$ = 0.1 and $$r$$ = 0.2. In proton–proton collisions, we measure both the inclusive and leading subjet distributions. We compare these measurements to perturbative calculations at next-to-leading logarithmic accuracy, which suggest a large impact of threshold resummation and hadronization effects on the $$z_r$$ distribution. In heavy-ion collisions, we measure the leading subjet distributions, which allow access to a region of harder jet frag- mentation than has been probed by previous measurements of jet quenching via hadron fragmentation distributions. The $$z_r$$ distributions enable extraction of the parton-to-subjet fragmentation function and allow for tests of the universality of jet fragmentation functions in the quark–gluon plasma (QGP). We find no significant modification of $$z_r$$ distributions in Pb–Pb compared to pp collisions. However, the distributions are also consistent with a hardening trend for $$z_r$$ < 0.95, as predicted by several jet quenching models. As $$z_r$$ → 1 our results indicate that any such hardening effects cease, exposing qualitatively new possibilities to disentangle competing jet quenching mechanisms. By comparing our results to theoretical calculations based on an independent extraction of the parton-to-jet fragmentation function, we find consistency with the universality of jet fragmentation and no indication of factorization breaking in the QGP.
Research Organization:
Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States)
Sponsoring Organization:
National Science Foundation (NSF); USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP); USDOE Office of Science (SC), Nuclear Physics (NP)
Contributing Organization:
ALICE Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; AC05-00OR22725
OSTI ID:
2282503
Alternate ID(s):
OSTI ID: 2336662
Journal Information:
Journal of High Energy Physics (Online), Journal Name: Journal of High Energy Physics (Online) Journal Issue: 5 Vol. 2023; ISSN 1029-8479
Publisher:
Springer NatureCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (52)

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