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Title: Jet radius dependence of dijet momentum balance and suppression in Pb+Pb collisions at 5.02 TeV with the ATLAS detector
This paper describes a measurement of the jet radius dependence of the dijet momentum balance between leading back-to-back jets in 1.72 nb − 1 of Pb + Pb collisions collected in 2018 and 255 pb − 1 of p p collisions collected in 2017 by the ATLAS detector at the LHC. Both datasets were collected at s NN = 5.02 TeV. Jets are reconstructed using the anti- k t algorithm with jet radius parameters R = 0.2 , 0.3, 0.4, 0.5, and 0.6. The dijet momentum balance distributions are constructed for leading jets with transverse momentum p T from 100 to 562 GeV for R = 0.2 , 0.3, and 0.4 jets, and from 158 to 562 GeV for R = 0.5 and 0.6 jets. The absolutely normalized dijet momentum balance distributions are constructed to compare measurements of the dijet yields in Pb + Pb collisions directly to the dijet cross sections in p p collisions. For all jet radii considered here, there is a suppression of more balanced dijets in Pb + Pb collisions compared with p p collisions, while for more imbalanced dijets there is an enhancement. There is a jet radius dependence to the dijet yields, being stronger for more imbalanced dijets than for more balanced dijets. Additionally, jet pair nuclear modification factors are measured. The subleading jet yields are found to be more suppressed than leading jet yields in dijets. A jet radius dependence of the pair nuclear modification factors is observed, with the suppression decreasing with increasing jet radius. These measurements provide new constraints on jet quenching scenarios in the quark-gluon plasma. ©2024 CERN, for the ATLAS Collaboration2024CERN  more » « less
Award ID(s):
2111046
PAR ID:
10594262
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
APS
Date Published:
Journal Name:
Physical Review C
Volume:
110
Issue:
5
ISSN:
2469-9985
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
More Like this
  1. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review C)
    The ALICE Collaboration reports measurements of the semi-inclusive distribution of charged-particle jets recoiling from a high transverse momentum (high p T ) charged hadron, in p p and central Pb-Pb collisions at center-of-mass energy per nucleon–nucleon collision s NN = 5.02 TeV. The large uncorrelated background in central Pb-Pb collisions is corrected using a data-driven statistical approach which enables precise measurement of recoil jet distributions over a broad range in p T , ch jet and jet resolution parameter R . Recoil jet yields are reported for R = 0.2 , 0.4, and 0.5 in the range 7 < p T , ch jet < 140   GeV / c and π / 2 < Δ φ < π , where Δ φ is the azimuthal angular separation between hadron trigger and recoil jet. The low- p T , ch jet reach of the measurement explores unique phase space for studying jet quenching, the interaction of jets with the quark–gluon plasma generated in high-energy nuclear collisions. Comparison of p T , ch jet distributions from p p and central Pb-Pb collisions probes medium-induced jet energy loss and intra-jet broadening, while comparison of their acoplanarity distributions explores in-medium jet scattering and medium response. The measurements are compared to theoretical calculations incorporating jet quenching. ©2024 CERN, for the ALICE Collaboration2024CERN 
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  2. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review Letters)
    The ALICE Collaboration reports the measurement of semi-inclusive distributions of charged-particle jets recoiling from a high transverse momentum (high p T ) hadron trigger in proton-proton and central Pb-Pb collisions at s NN = 5.02     TeV . A data-driven statistical method is used to mitigate the large uncorrelated background in central Pb-Pb collisions. Recoil jet distributions are reported for jet resolution parameter R = 0.2 , 0.4, and 0.5 in the range 7 < p T , jet < 140     GeV / c and trigger-recoil jet azimuthal separation π / 2 < Δ φ < π . The measurements exhibit a marked medium-induced jet yield enhancement at low p T and at large azimuthal deviation from Δ φ ∼ π . The enhancement is characterized by its dependence on Δ φ , which has a slope that differs from zero by 4.7 σ . Comparisons to model calculations incorporating different formulations of jet quenching are reported. These comparisons indicate that the observed yield enhancement arises from the response of the QGP medium to jet propagation. © 2024 CERN, for the ALICE Collaboration2024CERN 
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  3. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review Letters)
    A search for collective effects inside jets produced in proton-proton collisions is performed via correlation measurements of charged particles using the CMS detector at the CERN LHC. The analysis uses data collected at a center-of-mass energy of s = 13     TeV , corresponding to an integrated luminosity of 138     fb − 1 . Jets are reconstructed with the anti- k T algorithm with a distance parameter of 0.8 and are required to have transverse momentum greater than 550 GeV and pseudorapidity | η jet | < 1.6 . Two-particle correlations among the charged particles within the jets are studied as functions of the particles’ azimuthal angle and pseudorapidity separations ( Δ ϕ * and Δ η * ) in a jet coordinate basis, where particles’ η * , ϕ * are defined relative to the direction of the jet. The correlation functions are studied in classes of in-jet charged-particle multiplicity up to N ch j ≈ 100 . Fourier harmonics are extracted from long-range azimuthal correlation functions to characterize azimuthal anisotropy for | Δ η * | > 2 . For low- N ch j jets, the long-range elliptic anisotropic harmonic, v 2 * , is observed to decrease with N ch j . This trend is well described by Monte Carlo event generators. However, a rising trend for v 2 * emerges at N ch j ≳ 80 , hinting at a possible onset of collective behavior, which is not reproduced by the models tested. This observation yields new insights into the dynamics of jet evolution in the vacuum. © 2024 CERN, for the CMS Collaboration2024CERN 
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  4. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review Letters)
    This Letter presents the most precise measurement to date of the matter-antimatter imbalance at midrapidity in Pb-Pb collisions at a center-of-mass energy per nucleon pair s NN = 5.02     TeV . Using the Statistical Hadronization framework, it is possible to obtain the value of the electric charge and baryon chemical potentials, μ Q = − 0.18 ± 0.90     MeV and μ B = 0.71 ± 0.45     MeV , with unprecedented precision. A centrality-differential study of the antiparticle-to-particle yield ratios of charged pions, protons, Ω baryons, and light (hyper)nuclei is performed. These results indicate that the system created in Pb-Pb collisions at the LHC is on average baryon-free and electrically neutral at midrapidity. © 2024 CERN, for the ALICE Collaboration2024CERN 
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  5. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Physical Review Letters)
    Top-quark pair production is observed in lead–lead ( Pb + Pb ) collisions at s NN = 5.02     TeV at the Large Hadron Collider with the ATLAS detector. The data sample was recorded in 2015 and 2018, amounting to an integrated luminosity of 1.9     nb − 1 . Events with exactly one electron and one muon and at least two jets are selected. Top-quark pair production is measured with an observed (expected) significance of 5.0 (4.1) standard deviations. The measured top-quark pair production cross section is σ t t ¯ = 3.6   − 0.9 + 1.0 ( stat )   − 0.5 + 0.8 ( syst )     μ b , with a total relative uncertainty of 31%, and is consistent with theoretical predictions using a range of different nuclear parton distribution functions. The observation of this process consolidates the evidence of the existence of all quark flavors in the preequilibrium stage of the quark-gluon plasma at very high energy densities, similar to the conditions present in the early Universe. © 2025 CERN, for the ATLAS Collaboration2025CERN 
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