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Office of Scientific and Technical Information

Title: Measurement of flow harmonics correlations with mean transverse momentum in lead–lead and proton–lead collisions at $$\sqrt{s_{\mathrm{NN}}}$$ = 5.02TeV with the ATLAS detector

Journal Article · · European Physical Journal. C, Particles and Fields
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To assess the properties of the quark–gluon plasma formed in ultrarelativistic ion collisions, the ATLAS experiment at the LHC measures a correlation between the mean transverse momentum and the flow harmonics. The analysis uses data samples of lead–lead and proton–lead collisions obtained at the centre-of-mass energy per nucleon pair of 5.02 TeV, corresponding to total integrated luminosities of 22μb-1 and 28nb-1, respectively. The measurement is performed using a modified Pearson correlation coefficient with the charged-particle tracks on an event-by-event basis. The modified Pearson correlation coefficients for the 2nd-, 3rd-, and 4th-order flow harmonics are measured in the lead–lead collisions as a function of event centrality quantified as the number of charged particles or the number of nucleons participating in the collision. The measurements are performed for several intervals of the charged-particle transverse momentum. The correlation coefficients for all studied harmonics exhibit a strong centrality evolution, which only weakly depends on the charged-particle momentum range. In the proton–lead collisions, the modified Pearson correlation coefficient measured for the 2nd-order flow harmonics shows only weak centrality dependence. The lead-lead data is qualitatively described by the predictions based on the hydrodynamical model.

Research Organization:
Harvard Univ., Cambridge, MA (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States); SLAC National Accelerator Laboratory (SLAC), Menlo Park, CA (United States)
Sponsoring Organization:
National Science Foundation (NSF); USDOE National Nuclear Security Administration (NNSA); USDOE Office of Science (SC)
Contributing Organization:
ATLAS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; AC02-76SF00515; AC52-07NA27344; SC0007881
OSTI ID:
1594939
Report Number(s):
CERN-EP--2019-130; LLNL-JRNL--793430; ark:/13030/qt3n3280hg
Journal Information:
European Physical Journal. C, Particles and Fields, Journal Name: European Physical Journal. C, Particles and Fields Journal Issue: 12 Vol. 79; ISSN 1434-6044
Publisher:
SpringerCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (22)

QM2017: Status and Key open Questions in Ultra-Relativistic Heavy-Ion Physics journal November 2017
Fluctuations of harmonic and radial flow in heavy ion collisions with principal components journal February 2016
Collective phenomena in non-central nuclear collisions preprint January 2008
Wounded quarks in A+A, p+A, and p+p collisions text January 2016
A measurement of the calorimeter response to single hadrons and determination of the jet energy scale uncertainty using LHC Run-1 $pp$-collision data with the ATLAS detector text January 2016
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
QM2017: Status and Key open Questions in Ultra-Relativistic Heavy-Ion Physics journal November 2017
Hydrodynamic event-plane correlations in Pb+Pb collisions at s=2.76A TeV journal October 2012
Ultra-relativistic nuclear collisions: Event shape engineering journal February 2013
Characterizing flow fluctuations with moments journal March 2015
Production and integration of the ATLAS Insertable B-Layer journal May 2018
Triangularity and dipole asymmetry in relativistic heavy ion collisions journal June 2011
Disentangling flow and nonflow correlations via Bayesian unfolding of the event-by-event distributions of harmonic coefficients in ultrarelativistic heavy-ion collisions journal July 2013
Fluctuations of harmonic and radial flow in heavy ion collisions with principal components journal February 2016
Transverse-momentum–flow correlations in relativistic heavy-ion collisions journal April 2016
Wounded quarks in A + A , p + A , and p + p collisions journal July 2016
Glauber modeling of high-energy nuclear collisions at the subnucleon level journal August 2016
Revealing long-range multiparticle collectivity in small collision systems via subevent cumulants journal September 2017
hijing: A Monte Carlo model for multiple jet production in pp , pA , and AA collisions journal December 1991
Importance of the Bulk Viscosity of QCD in Ultrarelativistic Heavy-Ion Collisions journal September 2015
Collective Flow and Viscosity in Relativistic Heavy-Ion Collisions journal October 2013
Transverse momentum spectra and nuclear modification factors of charged particles in pp, p-Pb and Pb-Pb collisions at the LHC collection January 2019