학술논문
Scaling properties of fractional momentum loss of high-pT hadrons in nucleus-nucleus collisions at $\sqrt{s_{_{NN}}}$ from 62.4 GeV to 2.76 TeV
Document Type
Working Paper
Author
Adare, A.; Afanasiev, S.; Aidala, C.; Ajitanand, N. N.; Akiba, Y.; Akimoto, R.; Al-Bataineh, H.; Alexander, J.; Alfred, M.; Al-Ta'ani, H.; Angerami, A.; Aoki, K.; Apadula, N.; Aphecetche, L.; Aramaki, Y.; Armendariz, R.; Aronson, S. H.; Asai, J.; Asano, H.; Aschenauer, E. C.; Atomssa, E. T.; Averbeck, R.; Awes, T. C.; Azmoun, B.; Babintsev, V.; Bai, M.; Baksay, G.; Baksay, L.; Baldisseri, A.; Bandara, N. S.; Bannier, B.; Barish, K. N.; Barnes, P. D.; Bassalleck, B.; Basye, A. T.; Bathe, S.; Batsouli, S.; Baublis, V.; Baumann, C.; Baumgart, S.; Bazilevsky, A.; Beaumier, M.; Beckman, S.; Belikov, S.; Belmont, R.; Bennett, R.; Berdnikov, A.; Berdnikov, Y.; Bickley, A. A.; Blau, D. S.; Boissevain, J. G.; Bok, J. S.; Borel, H.; Boyle, K.; Brooks, M. L.; Bryslawskyj, J.; Buesching, H.; Bumazhnov, V.; Bunce, G.; Butsyk, S.; Camacho, C. M.; Campbell, S.; Castera, P.; Chang, B. S.; Charvet, J. -L.; Chen, C. -H.; Chernichenko, S.; Chi, C. Y.; Chiba, J.; Chiu, M.; Choi, I. J.; Choi, J. B.; Choi, S.; Choudhury, R. K.; Christiansen, P.; Chujo, T.; Chung, P.; Churyn, A.; Chvala, O.; Cianciolo, V.; Citron, Z.; Cleven, C. R.; Cole, B. A.; Comets, M. P.; Connors, M.; Constantin, P.; Csanád, M.; Csörgő, T.; Dahms, T.; Dairaku, S.; Danchev, I.; Danley, D.; Das, K.; Datta, A.; Daugherity, M. S.; David, G.; Deaton, M. B.; DeBlasio, K.; Dehmelt, K.; Delagrange, H.; Denisov, A.; d'Enterria, D.; Deshpande, A.; Desmond, E. J.; Dharmawardane, K. V.; Dietzsch, O.; Ding, L.; Dion, A.; Diss, P. B.; Do, J. H.; Donadelli, M.; D'Orazio, L.; Drapier, O.; Drees, A.; Drees, K. A.; Dubey, A. K.; Durham, J. M.; Durum, A.; Dutta, D.; Dzhordzhadze, V.; Edwards, S.; Efremenko, Y. V.; Egdemir, J.; Ellinghaus, F.; Emam, W. S.; Engelmore, T.; Enokizono, A.; En'yo, H.; Esumi, S.; Eyser, K. O.; Fadem, B.; Feege, N.; Fields, D. E.; Finger, M.; Finger, Jr., M.; Fleuret, F.; Fokin, S. L.; Fraenkel, Z.; Frantz, J. E.; Franz, A.; Frawley, A. D.; Fujiwara, K.; Fukao, Y.; Fusayasu, T.; Gadrat, S.; Gainey, K.; Gal, C.; Gallus, P.; Garg, P.; Garishvili, A.; Garishvili, I.; Ge, H.; Giordano, F.; Glenn, A.; Gong, H.; Gong, X.; Gonin, M.; Gosset, J.; Goto, Y.; de Cassagnac, R. Granier; Grau, N.; Greene, S. V.; Perdekamp, M. Grosse; Gunji, T.; Guo, L.; Gustafsson, H. -Å.; Hachiya, T.; Henni, A. Hadj; Haegemann, C.; Haggerty, J. S.; Hahn, K. I.; Hamagaki, H.; Hamblen, J.; Hamilton, H. F.; Han, R.; Han, S. Y.; Hanks, J.; Harada, H.; Hartouni, E. P.; Haruna, K.; Hasegawa, S.; Haseler, T. O. S.; Hashimoto, K.; Haslum, E.; Hayano, R.; He, X.; Heffner, M.; Hemmick, T. K.; Hester, T.; Hiejima, H.; Hill, J. C.; Hobbs, R.; Hohlmann, M.; Hollis, R. S.; Holzmann, W.; Homma, K.; Hong, B.; Horaguchi, T.; Hori, Y.; Hornback, D.; Hoshino, T.; Hotvedt, N.; Huang, J.; Huang, S.; Ichihara, T.; Ichimiya, R.; Ide, J.; Iinuma, H.; Ikeda, Y.; Imai, K.; Imrek, J.; Inaba, M.; Inoue, Y.; Iordanova, A.; Isenhower, D.; Isenhower, L.; Ishihara, M.; Isobe, T.; Issah, M.; Isupov, A.; Ivanishchev, D.; Jacak, B. V.; Javani, M.; Jezghani, M.; Jia, J.; Jiang, X.; Jin, J.; Jinnouchi, O.; Johnson, B. M.; Joo, K. S.; Jouan, D.; Jumper, D. S.; Kajihara, F.; Kametani, S.; Kamihara, N.; Kamin, J.; Kanda, S.; Kaneta, M.; Kaneti, S.; Kang, B. H.; Kang, J. H.; Kang, J. S.; Kanou, H.; Kapustinsky, J.; Karatsu, K.; Kasai, M.; Kawall, D.; Kawashima, M.; Kazantsev, A. V.; Kempel, T.; Key, J. A.; Khachatryan, V.; Khanzadeev, A.; Kijima, K. M.; Kikuchi, J.; Kim, B. I.; Kim, C.; Kim, D. H.; Kim, D. J.; Kim, E.; Kim, E. -J.; Kim, G. W.; Kim, H. J.; Kim, K. -B.; Kim, M.; Kim, S. H.; Kim, Y. -J.; Kim, Y. K.; Kimelman, B.; Kinney, E.; Kiriluk, K.; Kiss, Á.; Kistenev, E.; Kitamura, R.; Kiyomichi, A.; Klatsky, J.; Klay, J.; Klein-Boesing, C.; Kleinjan, D.; Kline, P.; Koblesky, T.; Kochenda, L.; Kochetkov, V.; Komatsu, Y.; Komkov, B.; Konno, M.; Koster, J.; Kotchetkov, D.; Kotov, D.; Kozlov, A.; Král, A.; Kravitz, A.; Krizek, F.; Kubart, J.; Kunde, G. J.; Kurihara, N.; Kurita, K.; Kurosawa, M.; Kweon, M. J.; Kwon, Y.; Kyle, G. S.; Lacey, R.; Lai, Y. S.; Lajoie, J. G.; Lebedev, A.; Lee, B.; Lee, D. M.; Lee, J.; Lee, K.; Lee, K. B.; Lee, K. S.; Lee, M. K.; Lee, S; Lee, S. H.; Lee, S. R.; Lee, T.; Leitch, M. J.; Leite, M. A. L.; Leitgab, M.; Leitner, E.; Lenzi, B.; Lewis, B.; Li, X.; Liebing, P.; Lim, S. H.; Levy, L. A. Linden; Liška, T.; Litvinenko, A.; Liu, H.; Liu, M. X.; Love, B.; Luechtenborg, R.; Lynch, D.; Maguire, C. F.; Makdisi, Y. I.; Makek, M.; Malakhov, A.; Malik, M. D.; Manion, A.; Manko, V. I.; Mannel, E.; Mao, Y.; Mašek, L.; Masui, H.; Masumoto, S.; Matathias, F.; McCumber, M.; McGaughey, P. L.; McGlinchey, D.; McKinney, C.; Means, N.; Meles, A.; Mendoza, M.; Meredith, B.; Miake, Y.; Mibe, T.; Mignerey, A. C.; Mikeš, P.; Miki, K.; Miller, T. E.; Milov, A.; Mioduszewski, S.; Mishra, D. K.; Mishra, M.; Mitchell, J. T.; Mitrovski, M.; Miyachi, Y.; Miyasaka, S.; Mizuno, S.; Mohanty, A. K.; Mohapatra, S.; Montuenga, P.; Moon, H. J.; Moon, T.; Morino, Y.; Morreale, A.; Morrison, D. P.; Motschwiller, S.; Moukhanova, T. V.; Mukhopadhyay, D.; Murakami, T.; Murata, J.; Mwai, A.; Nagae, T.; Nagamiya, S.; Nagashima, K.; Nagata, Y.; Nagle, J. L.; Naglis, M.; Nagy, M. I.; Nakagawa, I.; Nakagomi, H.; Nakamiya, Y.; Nakamura, K. R.; Nakamura, T.; Nakano, K.; Nattrass, C.; Nederlof, A.; Netrakanti, P. K.; Newby, J.; Nguyen, M.; Nihashi, M.; Niida, T.; Nishimura, S.; Norman, B. E.; Nouicer, R.; Novak, T.; Novitzky, N.; Nyanin, A. S.; O'Brien, E.; Oda, S. X.; Ogilvie, C. A.; Ohnishi, H.; Oka, M.; Okada, K.; Omiwade, O. O.; Onuki, Y.; Koop, J. D. Orjuela; Osborn, J. D.; Oskarsson, A.; Ouchida, M.; Ozawa, K.; Pak, R.; Pal, D.; Palounek, A. P. T.; Pantuev, V.; Papavassiliou, V.; Park, B. H.; Park, I. H.; Park, J.; Park, J. S.; Park, S.; Park, S. K.; Park, W. J.; Pate, S. F.; Patel, L.; Patel, M.; Pei, H.; Peng, J. -C.; Pereira, H.; Perepelitsa, D. V.; Perera, G. D. N.; Peresedov, V.; Peressounko, D. Yu.; Perry, J.; Petti, R.; Pinkenburg, C.; Pinson, R.; Pisani, R. P.; Proissl, M.; Purschke, M. L.; Purwar, A. K.; Qu, H.; Rak, J.; Rakotozafindrabe, A.; Ramson, B. J.; Ravinovich, I.; Read, K. F.; Rembeczki, S.; Reuter, M.; Reygers, K.; Reynolds, D.; Riabov, V.; Riabov, Y.; Richardson, E.; Rinn, T.; Roach, D.; Roche, G.; Rolnick, S. D.; Romana, A.; Rosati, M.; Rosen, C. A.; Rosendahl, S. S. E.; Rosnet, P.; Rowan, Z.; Rubin, J. G.; Rukoyatkin, P.; Ružička, P.; Rykov, V. L.; Sahlmueller, B.; Saito, N.; Sakaguchi, T.; Sakai, S.; Sakashita, K.; Sakata, H.; Sako, H.; Samsonov, V.; Sano, M.; Sano, S.; Sarsour, M.; Sato, S.; Sato, T.; Sawada, S.; Schaefer, B.; Schmoll, B. K.; Sedgwick, K.; Seele, J.; Seidl, R.; Semenov, A. Yu.; Semenov, V.; Sen, A.; Seto, R.; Sett, P.; Sexton, A.; Sharma, D.; Shein, I.; Shevel, A.; Shibata, T. -A.; Shigaki, K.; Shimomura, M.; Shoji, K.; Shukla, P.; Sickles, A.; Silva, C. L.; Silvermyr, D.; Silvestre, C.; Sim, K. S.; Singh, B. K.; Singh, C. P.; Singh, V.; Skutnik, S.; Slunečka, M.; Snowball, M.; Soldatov, A.; Soltz, R. A.; Sondheim, W. E.; Sorensen, S. P.; Sourikova, I. V.; Sparks, N. A.; Staley, F.; Stankus, P. W.; Stenlund, E.; Stepanov, M.; Ster, A.; Stoll, S. P.; Sugitate, T.; Suire, C.; Sukhanov, A.; Sumita, T.; Sun, J.; Sziklai, J.; Tabaru, T.; Takagi, S.; Takagui, E. M.; Takahara, A.; Taketani, A.; Tanabe, R.; Tanaka, Y.; Taneja, S.; Tanida, K.; Tannenbaum, M. J.; Tarafdar, S.; Taranenko, A.; Tarján, P.; Tennant, E.; Themann, H.; Thomas, T. L.; Tieulent, R.; Timilsina, A.; Todoroki, T.; Togawa, M.; Toia, A.; Tojo, J.; Tomášek, L.; Tomášek, M.; Torii, H.; Towell, C. L.; Towell, R.; Towell, R. S.; Tram, V-N.; Tserruya, I.; Tsuchimoto, Y.; Tsuji, T.; Vale, C.; Valle, H.; van Hecke, H. W.; Vargyas, M.; Vazquez-Zambrano, E.; Veicht, A.; Velkovska, J.; Vértesi, R.; Vinogradov, A. A.; Virius, M.; Vossen, A.; Vrba, V.; Vznuzdaev, E.; Wagner, M.; Walker, D.; Wang, X. R.; Watanabe, D.; Watanabe, K.; Watanabe, Y.; Watanabe, Y. S.; Wei, F.; Wei, R.; Wessels, J.; White, A. S.; White, S. N.; Winter, D.; Wolin, S.; Wood, J. P.; Woody, C. L.; Wright, R. M.; Wysocki, M.; Xia, B.; Xie, W.; Xue, L.; Yalcin, S.; Yamaguchi, Y. L.; Yamaura, K.; Yang, R.; Yanovich, A.; Yasin, Z.; Ying, J.; Yokkaichi, S.; Yoo, J. H.; Yoon, I.; You, Z.; Young, G. R.; Younus, I.; Yu, H.; Yushmanov, I. E.; Zajc, W. A.; Zaudtke, O.; Zelenski, A.; Zhang, C.; Zhou, S.; Zimamyi, J.; Zolin, L.; Zou, L.
Source
Phys. Rev. C 93, 024911 (2016)
Subject
Language
Abstract
Measurements of the fractional momentum loss ($S_{\rm loss}\equiv{\delta}p_T/p_T$) of high-transverse-momentum-identified hadrons in heavy ion collisions are presented. Using $\pi^0$ in Au$+$Au and Cu$+$Cu collisions at $\sqrt{s_{_{NN}}}=62.4$ and 200 GeV measured by the PHENIX experiment at the Relativistic Heavy Ion Collider and and charged hadrons in Pb$+$Pb collisions measured by the ALICE experiment at the Large Hadron Collider, we studied the scaling properties of $S_{\rm loss}$ as a function of a number of variables: the number of participants, $N_{\rm part}$, the number of quark participants, $N_{\rm qp}$, the charged-particle density, $dN_{\rm ch}/d\eta$, and the Bjorken energy density times the equilibration time, $\varepsilon_{\rm Bj}\tau_{0}$. We find that the $p_T$ where $S_{\rm loss}$ has its maximum, varies both with centrality and collision energy. Above the maximum, $S_{\rm loss}$ tends to follow a power-law function with all four scaling variables. The data at $\sqrt{s_{_{NN}}}$=200 GeV and 2.76 TeV, for sufficiently high particle densities, have a common scaling of $S_{\rm loss}$ with $dN_{\rm ch}/d\eta$ and $\varepsilon_{\rm Bj}\tau_{0}$, lending insight on the physics of parton energy loss.
Comment: 630 authors, 21 pages, 16 figures, 7 tables. v2 is version accepted by Phys. Rev. C. Plain text data tables for the points plotted in figures for this and previous PHENIX publications are (or will be) publicly available at http://www.phenix.bnl.gov/papers.html
Comment: 630 authors, 21 pages, 16 figures, 7 tables. v2 is version accepted by Phys. Rev. C. Plain text data tables for the points plotted in figures for this and previous PHENIX publications are (or will be) publicly available at http://www.phenix.bnl.gov/papers.html