skip to main content


This content will become publicly available on May 1, 2025

Title: Search for jet quenching effects in high-multiplicity pp collisions at $$ \sqrt{s} $$ = 13 TeV via di-jet acoplanarity
A<sc>bstract</sc>

The ALICE Collaboration reports a search for jet quenching effects in high-multiplicity (HM) proton-proton collisions at$$ \sqrt{s} $$s= 13 TeV, using the semi-inclusive azimuthal-difference distribution ∆φof charged-particle jets recoiling from a high transverse momentum (high-pT,trig) trigger hadron. Jet quenching may broaden the ∆φdistribution measured in HM events compared to that in minimum bias (MB) events. The measurement employs apT,trig-differential observable for data-driven suppression of the contribution of multiple partonic interactions, which is the dominant background. While azimuthal broadening is indeed observed in HM compared to MB events, similar broadening for HM events is observed for simulations based on the PYTHIA 8 Monte Carlo generator, which does not incorporate jet quenching. Detailed analysis of these data and simulations show that the azimuthal broadening is due to bias of the HM selection towards events with multiple jets in the final state. The identification of this bias has implications for all jet quenching searches where selection is made on the event activity.

 
more » « less
Award ID(s):
2208883
NSF-PAR ID:
10514232
Author(s) / Creator(s):
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; more » ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; « less
Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
ink.springer.com
Date Published:
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2024
Issue:
5
ISSN:
1029-8479
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
More Like this
  1. A<sc>bstract</sc>

    Measurements of inclusive charged-particle jet production in pp and p-Pb collisions at center-of-mass energy per nucleon-nucleon collision$$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$sNN= 5.02 TeV and the corresponding nuclear modification factor$$ {R}_{\textrm{pPb}}^{\textrm{ch}\ \textrm{jet}} $$RpPbchjetare presented, using data collected with the ALICE detector at the LHC. Jets are reconstructed in the central rapidity region |ηjet|<0.5 from charged particles using the anti-kTalgorithm with resolution parametersR= 0.2, 0.3, and 0.4. ThepT-differential inclusive production cross section of charged-particle jets, as well as the corresponding cross section ratios, are reported for pp and p-Pb collisions in the transverse momentum range 10<$$ {p}_{\textrm{T},\textrm{jet}}^{\textrm{ch}} $$pT,jetch<140 GeV/cand 10<$$ {p}_{\textrm{T},\textrm{jet}}^{\textrm{ch}} $$pT,jetch<160 GeV/c, respectively, together with the nuclear modification factor$$ {R}_{\textrm{pPb}}^{\textrm{ch}\ \textrm{jet}} $$RpPbchjetin the range 10<$$ {p}_{\textrm{T},\textrm{jet}}^{\textrm{ch}} $$pT,jetch<140 GeV/c. The analysis extends thepTrange of the previously-reported charged-particle jet measurements by the ALICE Collaboration. The nuclear modification factor is found to be consistent with one and independent of the jet resolution parameter with the improved precision of this study, indicating that the possible influence of cold nuclear matter effects on the production cross section of charged-particle jets in p-Pb collisions at$$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$sNN= 5.02 TeV is smaller than the current precision. The obtained results are in agreement with other minimum bias jet measurements available for RHIC and LHC energies, and are well reproduced by the NLO perturbative QCD Powhegcalculations with parton shower provided by Pythia8 as well as by Jetscapesimulations.

     
    more » « less
  2. A<sc>bstract</sc>

    Measurements of charged-particle production in pp, p–Pb, and Pb–Pb collisions in the toward, away, and transverse regions with the ALICE detector are discussed. These regions are defined event-by-event relative to the azimuthal direction of the charged trigger particle, which is the reconstructed particle with the largest transverse momentum$$ \left({p}_{\textrm{T}}^{\textrm{trig}}\right) $$pTtrigin the range 8<$$ {p}_{\textrm{T}}^{\textrm{trig}} $$pTtrig<15 GeV/c. The toward and away regions contain the primary and recoil jets, respectively; both regions are accompanied by the underlying event (UE). In contrast, the transverse region perpendicular to the direction of the trigger particle is dominated by the so-called UE dynamics, and includes also contributions from initial- and final-state radiation. The relative transverse activity classifier,$$ {R}_{\textrm{T}}={N}_{\textrm{ch}}^{\textrm{T}}/\left\langle {N}_{\textrm{ch}}^{\textrm{T}}\right\rangle $$RT=NchT/NchT, is used to group events according to their UE activity, where$$ {N}_{\textrm{ch}}^{\textrm{T}} $$NchTis the charged-particle multiplicity per event in the transverse region and$$ \left\langle {N}_{\textrm{ch}}^{\textrm{T}}\right\rangle $$NchTis the mean value over the whole analysed sample. The energy dependence of theRTdistributions in pp collisions at$$ \sqrt{s} $$s= 2.76, 5.02, 7, and 13 TeV is reported, exploring the Koba-Nielsen-Olesen (KNO) scaling properties of the multiplicity distributions. The first measurements of charged-particlepTspectra as a function ofRTin the three azimuthal regions in pp, p–Pb, and Pb–Pb collisions at$$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$sNN= 5.02 TeV are also reported. Data are compared with predictions obtained from the event generators PYTHIA 8 and EPOS LHC. This set of measurements is expected to contribute to the understanding of the origin of collective-like effects in small collision systems (pp and p–Pb).

     
    more » « less
  3. A<sc>bstract</sc>

    Long- and short-range correlations for pairs of charged particles are studied via two-particle angular correlations in pp collisions at$$ \sqrt{s} $$s= 13 TeV and p–Pb collisions at$$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$sNN= 5.02 TeV. The correlation functions are measured as a function of relative azimuthal angle ∆φand pseudorapidity separation ∆ηfor pairs of primary charged particles within the pseudorapidity interval |η|<0.9 and the transverse-momentum interval 1< pT<4 GeV/c. Flow coefficients are extracted for the long-range correlations (1.6<|∆η|<1.8) in various high-multiplicity event classes using the low-multiplicity template fit method. The method is used to subtract the enhanced yield of away-side jet fragments in high-multiplicity events. These results show decreasing flow signals toward lower multiplicity events. Furthermore, the flow coefficients for events with hard probes, such as jets or leading particles, do not exhibit any significant changes compared to those obtained from high-multiplicity events without any specific event selection criteria. The results are compared with hydrodynamic-model calculations, and it is found that a better understanding of the initial conditions is necessary to describe the results, particularly for low-multiplicity events.

     
    more » « less
  4. A<sc>bstract</sc>

    A measurement of the top quark pole mass$$ {m}_{\textrm{t}}^{\textrm{pole}} $$mtpolein events where a top quark-antiquark pair ($$ \textrm{t}\overline{\textrm{t}} $$tt¯) is produced in association with at least one additional jet ($$ \textrm{t}\overline{\textrm{t}} $$tt¯+jet) is presented. This analysis is performed using proton-proton collision data at$$ \sqrt{s} $$s= 13 TeV collected by the CMS experiment at the CERN LHC, corresponding to a total integrated luminosity of 36.3 fb1. Events with two opposite-sign leptons in the final state (e+e,μ+μ, e±μ) are analyzed. The reconstruction of the main observable and the event classification are optimized using multivariate analysis techniques based on machine learning. The production cross section is measured as a function of the inverse of the invariant mass of the$$ \textrm{t}\overline{\textrm{t}} $$tt¯+jet system at the parton level using a maximum likelihood unfolding. Given a reference parton distribution function (PDF), the top quark pole mass is extracted using the theoretical predictions at next-to-leading order. For the ABMP16NLO PDF, this results in$$ {m}_{\textrm{t}}^{\textrm{pole}} $$mtpole= 172.93±1.36 GeV.

     
    more » « less
  5. A<sc>bstract</sc>

    The collective behavior of$$ {\textrm{K}}_{\textrm{S}}^0 $$KS0and$$ \Lambda /\overline{\Lambda} $$Λ/Λ¯strange hadrons is studied by measuring the elliptic azimuthal anisotropy (v2) using the scalar-product and multiparticle correlation methods. Proton-lead (pPb) collisions at a nucleon-nucleon center-of-mass energy$$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$sNN= 8.16 TeV and lead-lead (PbPb) collisions at$$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$sNN= 5.02 TeV collected by the CMS experiment at the LHC are investigated. Nonflow effects in the pPb collisions are studied by using a subevent cumulant analysis and by excluding events where a jet with transverse momentum greater than 20 GeV is present. The strange hadronv2values extracted in pPb collisions via the four- and six-particle correlation method are found to be nearly identical, suggesting the collective behavior. Comparisons of the pPb and PbPb results for both strange hadrons and charged particles illustrate how event-by-event flow fluctuations depend on the system size.

     
    more » « less