Journal Article PUBDB-2023-04869

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Correlations between flow and transverse momentum in Xe+Xe and Pb+Pb collisions at the LHC with the ATLAS detector: A probe of the heavy-ion initial state and nuclear deformation

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2023
Inst. Woodbury, NY

Physical review / C 107(5), 054910 () [10.1103/PhysRevC.107.054910]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2022-052; arXiv:2205.00039

Abstract: The correlations between flow harmonics vn for n=2, 3, and 4 and mean transverse momentum [pT] in Xe129+Xe129 and Pb208+Pb208 collisions at s=5.44 and 5.02 TeV, respectively, are measured using charged particles with the ATLAS detector. The correlations are potentially sensitive to the shape and size of the initial geometry, nuclear deformation, and initial momentum anisotropy. The effects from nonflow and centrality fluctuations are minimized, respectively, via a subevent cumulant method and an event-activity selection based on particle production at very forward rapidity. The vn-[pT] correlations show strong dependencies on centrality, harmonic number n, pT, and pseudorapidity range. Current models qualitatively describe the overall centrality- and system-dependent trends but fail to quantitatively reproduce all features of the data. In central collisions, where models generally show good agreement, the v2-[pT] correlations are sensitive to the triaxiality of the quadruple deformation. Comparison of the model with the Pb+Pb and Xe+Xe data confirms that the Xe129 nucleus is a highly deformed triaxial ellipsoid that has neither a prolate nor oblate shape. This provides strong evidence for a triaxial deformation of the Xe129 nucleus from high-energy heavy-ion collisions.

Keyword(s): nucleus: deformation ; momentum: anisotropy ; heavy ion: scattering ; correlation ; flow ; transverse momentum ; rapidity ; ATLAS ; charged particle ; initial state ; fluctuation ; CERN LHC Coll ; impact parameter ; experimental results ; 5440: 5020 GeV-cms/nucleon

Classification:

Note: Phys. Rev. C 107 (2023) 054910. All figures including auxiliary figures are available at https://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/HION-2021-01/

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2023
Database coverage:
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