Measurement of the Sixth-Order Cumulant of Net-Proton Multiplicity Distributions in Au + Au Collisions at s NN = 27 , 54.4, and 200 GeV at RHIC

Journal Article · 19 December 2021 · Physical Review Letters

DOI: https://doi.org/10.1103/physrevlett.127.262301 · OSTI ID:1785956

Abdallah, M.  S.; Adam, J.; Adamczyk, L.; Adams, J.  R.; Adkins, J.  K.; Agakishiev, G.; Aggarwal, I.; Aggarwal, M.  M.; Ahammed, Z.; Alekseev, I.; Anderson, D.  M.; Aparin, A.; Aschenauer, E.  C.; Ashraf, M.  U.; Atetalla, F.  G.; Attri, A.; Averichev, G.  S.; Bairathi, V.; Baker, W.; Ball Cap, J.  G. ; Barish, K.; Behera, A.; Bellwied, R.; Bhagat, P.; Bhasin, A.; Bielcik, J.; Bielcikova, J.; Bordyuzhin, I.  G.; Brandenburg, J.  D.; Brandin, A.  V.; Bunzarov, I.; Butterworth, J.; Cai, X.  Z.; Caines, H.; Calderón de la Barca Sánchez, M.; Cebra, D.; Chakaberia, I.; Chaloupka, P.; Chan, B.  K.; Chang, F-H; Chang, Z.; Chankova-Bunzarova, N.; Chatterjee, A.; Chattopadhyay, S.; Chen, D.; Chen, J.; Chen, J.  H.; Chen, X.; Chen, Z.; Cheng, J.; Chevalier, M.; Choudhury, S.; Christie, W.; Chu, X.; Crawford, H.  J.; Csanád, M.; Daugherity, M.; Dedovich, T.  G.; Deppner, I.  M.; Derevschikov, A.  A.; Dhamija, A.; Di Carlo, L.; Didenko, L.; Dong, X.; Drachenberg, J.  L.; Duckworth, E.; Dunlop, J.  C.; Elsey, N.; Engelage, J.; Eppley, G.; Esumi, S.; Evdokimov, O.; Ewigleben, A.; Eyser, O.; Fatemi, R.; Fawzi, F.  M.; Fazio, S.; Federic, P.; Fedorisin, J.; Feng, C.  J.; Feng, Y.; Filip, P.; Finch, E.; Fisyak, Y.; Francisco, A.; Fu, C.; Fulek, L.; Gagliardi, C.  A.; Galatyuk, T.; Geurts, F.; Ghimire, N.; Gibson, A.; Gopal, K.; Gou, X.; Grosnick, D.; Gupta, A.; Guryn, W.; Hamad, A.  I.; Hamed, A.; Han, Y.; Harabasz, S.; Harasty, M.  D.; Harris, J.  W.; Harrison, H.; He, S.; He, W.; He, X.  H.; He, Y.; Heppelmann, S.; Heppelmann, S.; Herrmann, N.; Hoffman, E.; Holub, L.; Hu, Y.; Huang, H.; Huang, H.  Z.; Huang, S.  L.; Huang, T.; Huang, X.; Huang, Y.; Humanic, T.  J.; Igo, G.; Isenhower, D.; Jacobs, W.  W.; Jena, C.; Jentsch, A.; Ji, Y.; Jia, J.; Jiang, K.; Ju, X.; Judd, E.  G.; Kabana, S.; Kabir, M.  L.; Kagamaster, S.; Kalinkin, D.; Kang, K.; Kapukchyan, D.; Kauder, K.; Ke, H.  W.; Keane, D.; Kechechyan, A.; Khyzhniak, Y.  V.; Kikoła, D.  P.; Kim, C.; Kimelman, B.; Kincses, D.; Kisel, I.; Kiselev, A.; Knospe, A.  G.; Kochenda, L.; Kosarzewski, L.  K.; Kramarik, L.; Kravtsov, P.; Kumar, L.; Kumar, S.; Kunnawalkam Elayavalli, R.; Kwasizur, J.  H.; Lacey, R.; Lan, S.; Landgraf, J.  M.; Lauret, J.; Lebedev, A.; Lednicky, R.; Lee, J.  H.; Leung, Y.  H.; Li, C.; Li, C.; Li, W.; Li, X.; Li, Y.; Liang, X.; Liang, Y.; Licenik, R.; Lin, T.; Lin, Y.; Lisa, M.  A.; Liu, F.; Liu, H.; Liu, H.; Liu, P.; Liu, T.; Liu, X.; Liu, Y.; Liu, Z.; Ljubicic, T.; Llope, W.  J.; Longacre, R.  S.; Loyd, E.; Lukow, N.  S.; Luo, X.; Ma, L.; Ma, R.; Ma, Y.  G.; Magdy, N.; Majka, R.; Mallick, D.; Margetis, S.; Markert, C.; Matis, H.  S.; Mazer, J.  A.; Minaev, N.  G.; Mioduszewski, S.; Mohanty, B.; Mondal, M.  M.; Mooney, I.; Morozov, D.  A.; Mukherjee, A.; Nagy, M.; Nam, J.  D.; Nasim, Md; Nayak, K.; Neff, D.; Nelson, J.  M.; Nemes, D.  B.; Nie, M.; Nigmatkulov, G.; Niida, T.; Nishitani, R.; Nogach, L.  V.; Nonaka, T. ; Nunes, A.  S.; Odyniec, G.; Ogawa, A.; Oh, S.; Okorokov, V.  A.; Page, B.  S.; Pak, R.; Pandav, A.; Pandey, A.  K.; Panebratsev, Y.; Parfenov, P.; Pawlik, B.; Pawlowska, D.; Pei, H.; Perkins, C.; Pinsky, L.; Pintér, R.  L.; Pluta, J.; Pokhrel, B.  R.; Ponimatkin, G.; Porter, J.; Posik, M.; Prozorova, V.; Pruthi, N.  K.; Przybycien, M.; Putschke, J.; Qiu, H.; Quintero, A.; Racz, C.; Radhakrishnan, S.  K.; Raha, N.; Ray, R.  L.; Reed, R.; Ritter, H.  G.; Robotkova, M.; Rogachevskiy, O.  V.; Romero, J.  L.; Ruan, L.; Rusnak, J.; Sahoo, N.  R.; Sako, H.; Salur, S.; Sandweiss, J.; Sato, S.; Schmidke, W.  B.; Schmitz, N.; Schweid, B.  R.; Seck, F.; Seger, J.; Sergeeva, M.; Seto, R.; Seyboth, P.; Shah, N.; Shahaliev, E.; Shanmuganathan, P.  V.; Shao, M.; Shao, T.; Sheikh, A.  I.; Shen, D.; Shi, S.  S.; Shi, Y.; Shou, Q.  Y.; Sichtermann, E.  P.; Sikora, R.; Simko, M.; Singh, J.; Singha, S.; Skoby, M.  J.; Smirnov, N.; Söhngen, Y.; Solyst, W.; Sorensen, P.; Spinka, H.  M.; Srivastava, B.; Stanislaus, T.  D. S.; Stefaniak, M.; Stewart, D.  J.; Strikhanov, M.; Stringfellow, B.; Suaide, A.  A. P.; Sumbera, M.; Summa, B.; Sun, X.  M.; Sun, X.; Sun, Y.; Sun, Y.; Surrow, B.; Svirida, D.  N.; Sweger, Z.  W.; Szymanski, P.; Tang, A.  H.; Tang, Z.; Taranenko, A.; Tarnowsky, T.; Thomas, J.  H.; Timmins, A.  R.; Tlusty, D.; Todoroki, T.; Tokarev, M.; Tomkiel, C.  A.; Trentalange, S.; Tribble, R.  E.; Tribedy, P.; Tripathy, S.  K.; Truhlar, T.; Trzeciak, B.  A.; Tsai, O.  D.; Tu, Z.; Ullrich, T.; Underwood, D.  G.; Upsal, I.; Van Buren, G.; Vanek, J.; Vasiliev, A.  N.; Vassiliev, I.; Verkest, V.; Videbæk, F.; Vokal, S.; Voloshin, S.  A.; Wang, F.; Wang, G.; Wang, J.  S.; Wang, P.; Wang, Y.; Wang, Y.; Wang, Z.; Webb, J.  C.; Weidenkaff, P.  C.; Wen, L.; Westfall, G.  D.; Wieman, H.; Wissink, S.  W.; Wu, J.; Wu, Y.; Xi, B.; Xiao, Z.  G.; Xie, G.; Xie, W.; Xu, H.; Xu, N.; Xu, Q.  H.; Xu, Y.; Xu, Z.; Xu, Z.; Yang, C.; Yang, Q.; Yang, S.; Yang, Y.; Ye, Z.; Ye, Z.; Yi, L.; Yip, K.; Yu, Y.; Zbroszczyk, H.; Zha, W.; Zhang, C.; Zhang, D.; Zhang, J.; Zhang, S.; Zhang, S.; Zhang, X.  P.; Zhang, Y.; Zhang, Y.; Zhang, Y.; Zhang, Z.  J.; Zhang, Z.; Zhang, Z.; Zhao, J.; Zhou, C.; Zhu, X.; Zhu, Z.; Zurek, M.; Zyzak, M.

According to first principle Lattice QCD calculations, the transition from quark-gluon plasma to hadronic matter is a smooth crossover in the region µB ≤ Tc. As a result, higher-order cumulants and their ratios are predicted to be negative, C₆/C₂ < 0, for example. In this paper, we report the first measurement of the midrapidity net-proton C₆/C₂ from 27, 54.4 and 200 GeV Au+Au collisions at RHIC. The dependence on collision centrality and kinematic acceptance in (p_{T, y}) are analyzed. While for 27 and 54.4 GeV collisions the C₆/C₂ values are close to zero within uncertainties, it is observed that for 200 GeV collisions, the C₆/C₂ ratio becomes progressively negative from peripheral to central collisions. Transport model calculations without critical dynamics predict values around zero. These observations seem to favor a smooth crossover in the high energy nuclear collisions at RHIC.

• Research Organization: Brookhaven National Laboratory (BNL), Upton, NY (United States); Temple Univ., Philadelphia, PA (United States); Texas A & M Univ., College Station, TX (United States); Univ. of California, Los Angeles, CA (United States)
• Sponsoring Organization: USDOE Office of Science (SC), Nuclear Physics (NP)
• Contributing Organization: STAR Collaboration
• Grant/Contract Number: FG02-88ER40424; SC0012704; SC0013405; SC0017982
• OSTI ID: 1785956
• Report Number(s): BNL-221584-2021-JAAM
• Journal Information: Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Journal Issue: 26 Vol. 127; ISSN 0031-9007
• Publisher: American Physical Society (APS)Copyright Statement
• Country of Publication: United States
• Language: English