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Title: Pseudorapidity distributions of charged particles as a function of mid- and forward rapidity multiplicities in pp collisions at $$\sqrt{s}$$ = 5.02, 7 and 13 TeV
Abstract The multiplicity dependence of the pseudorapidity density of charged particles in proton–proton (pp) collisions at centre-of-mass energies $$\sqrt{s}~=~5.02$$ s = 5.02 , 7 and 13 TeV measured by ALICE is reported. The analysis relies on track segments measured in the midrapidity range ( $$|\eta | < 1.5$$ | η | < 1.5 ). Results are presented for inelastic events having at least one charged particle produced in the pseudorapidity interval $$|\eta |<1$$ | η | < 1 . The multiplicity dependence of the pseudorapidity density of charged particles is measured with mid- and forward rapidity multiplicity estimators, the latter being less affected by autocorrelations. A detailed comparison with predictions from the PYTHIA 8 and EPOS LHC event generators is also presented. The results can be used to constrain models for particle production as a function of multiplicity in pp collisions.  more » « less
Award ID(s):
1713894
NSF-PAR ID:
10313944
Author(s) / Creator(s):
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Date Published:
Journal Name:
The European Physical Journal C
Volume:
81
Issue:
7
ISSN:
1434-6044
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. Abstract

    A study of multiplicity and pseudorapidity distributions of inclusive photons measured in pp and p–Pb collisions at a center-of-mass energy per nucleon–nucleon collision of$$\sqrt{s_{\textrm{NN}}}~=~5.02$$sNN=5.02 TeV using the ALICE detector in the forward pseudorapidity region 2.3 $$<~\eta _\textrm{lab} ~<$$<ηlab< 3.9 is presented. Measurements in p–Pb collisions are reported for two beam configurations in which the directions of the proton and lead ion beam were reversed. The pseudorapidity distributions in p–Pb collisions are obtained for seven centrality classes which are defined based on different event activity estimators, i.e., the charged-particle multiplicity measured at midrapidity as well as the energy deposited in a calorimeter at beam rapidity. The inclusive photon multiplicity distributions for both pp and p–Pb collisions are described by double negative binomial distributions. The pseudorapidity distributions of inclusive photons are compared to those of charged particles at midrapidity in pp collisions and for different centrality classes in p–Pb collisions. The results are compared to predictions from various Monte Carlo event generators. None of the generators considered in this paper reproduces the inclusive photon multiplicity distributions in the reported multiplicity range. The pseudorapidity distributions are, however, better described by the same generators.

     
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  2. Abstract

    The azimuthal ($$\Delta \varphi $$Δφ) correlation distributions between heavy-flavor decay electrons and associated charged particles are measured in pp and p–Pb collisions at$$\sqrt{s_{\mathrm{{NN}}}} = 5.02$$sNN=5.02TeV. Results are reported for electrons with transverse momentum$$44<pT<16$$\textrm{GeV}/c$$GeV/c and pseudorapidity$$|\eta |<0.6$$|η|<0.6. The associated charged particles are selected with transverse momentum$$11<pT<7$$\textrm{GeV}/c$$GeV/c, and relative pseudorapidity separation with the leading electron$$|\Delta \eta | < 1$$|Δη|<1. The correlation measurements are performed to study and characterize the fragmentation and hadronization of heavy quarks. The correlation structures are fitted with a constant and two von Mises functions to obtain the baseline and the near- and away-side peaks, respectively. The results from p–Pb collisions are compared with those from pp collisions to study the effects of cold nuclear matter. In the measured trigger electron and associated particle kinematic regions, the two collision systems give consistent results. The$$\Delta \varphi $$Δφdistribution and the peak observables in pp and p–Pb collisions are compared with calculations from various Monte Carlo event generators.

     
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  3. Abstract The multiplicity dependence of jet production in pp collisions at the centre-of-mass energy of $$\sqrt{s} = 13\ {\mathrm {TeV}}$$ s = 13 TeV is studied for the first time. Jets are reconstructed from charged particles using the anti- $$k_\mathrm {T}$$ k T algorithm with resolution parameters R varying from 0.2 to 0.7. The jets are measured in the pseudorapidity range $$|\eta _{\mathrm{jet}}|< 0.9-R$$ | η jet | < 0.9 - R and in the transverse momentum range $$5 more » « less
  4. A bstract Production of inclusive charmonia in pp collisions at center-of-mass energy of $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV and p–Pb collisions at center-of-mass energy per nucleon pair of $$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$ s NN = 8 . 16 TeV is studied as a function of charged-particle pseudorapidity density with ALICE. Ground and excited charmonium states ( J/ψ , ψ (2S)) are measured from their dimuon decays in the interval of rapidity in the center-of-mass frame 2 . 5 < y cms < 4 . 0 for pp collisions, and 2 . 03 < y cms < 3 . 53 and −4 . 46 < y cms < −2 . 96 for p–Pb collisions. The charged-particle pseudorapidity density is measured around midrapidity (| η | < 1 . 0). In pp collisions, the measured charged-particle multiplicity extends to about six times the average value, while in p-Pb collisions at forward (backward) rapidity a multiplicity corresponding to about three (four) times the average is reached. The ψ (2S) yield increases with the charged-particle pseudorapidity density. The ratio of ψ (2S) over J/ψ yield does not show a significant multiplicity dependence in either colliding system, suggesting a similar behavior of J/ψ and ψ (2S) yields with respect to charged-particle pseudorapidity density. Results for the ψ (2S) yield and its ratio with respect to J/ψ agree with available model calculations. 
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  5. Abstract Angular correlations of heavy-flavour and charged particles in high-energy proton–proton collisions are sensitive to the production mechanisms of heavy quarks and to their fragmentation as well as hadronisation processes. The measurement of the azimuthal-correlation function of prompt D mesons with charged particles in proton–proton collisions at a centre-of-mass energy of $$\sqrt{s} = 13$$ s = 13  TeV with the ALICE detector is reported, considering $$\mathrm D^{0} $$ D 0 , $$\mathrm D^{+} $$ D + , and $$\mathrm D^{*+} $$ D ∗ + mesons in the transverse-momentum interval $$3< p_{\mathrm{T}} < 36$$ 3 < p T < 36  GeV/ $$c$$ c at midrapidity ( $$|y| < 0.5$$ | y | < 0.5 ), and charged particles with $$p_{\mathrm{T}} > 0.3$$ p T > 0.3  GeV/ $$c$$ c and pseudorapidity $$|\eta | < 0.8$$ | η | < 0.8 . This measurement has an improved precision and provides an extended transverse-momentum coverage compared to previous ALICE measurements at lower energies. The study is also performed as a function of the charged-particle multiplicity, showing no modifications of the correlation function with multiplicity within uncertainties. The properties and the transverse-momentum evolution of the near- and away-side correlation peaks are studied and compared with predictions from various Monte Carlo event generators. Among those considered, PYTHIA8 and POWHEG+PYTHIA8 provide the best description of the measured observables. The obtained results can provide guidance on tuning the generators. 
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