학술논문
Pair invariant mass to isolate background in the search for the chiral magnetic effect in Au+Au collisions at $\sqrt{s_{_{\rm NN}}}$= 200 GeV
Document Type
Working Paper
Author
STAR Collaboration; Adam, J.; Adamczyk, L.; Adams, J. R.; Adkins, J. K.; Agakishiev, G.; Aggarwal, M. M.; Ahammed, Z.; Alekseev, I.; Anderson, D. M.; Aparin, A.; Aschenauer, E. C.; Ashraf, M. U.; Atetalla, F. G.; Attri, A.; Averichev, G. S.; Bairathi, V.; Barish, K.; Behera, A.; Bellwied, R.; Bhasin, A.; Bielcik, J.; Bielcikova, J.; Bland, L. C.; Bordyuzhin, I. G.; Brandenburg, J. D.; Brandin, A. V.; Butterworth, J.; Caines, H.; Sánchez, M. Calderón de la Barca; Cebra, D.; Chakaberia, I.; Chaloupka, P.; Chan, B. K.; Chang, F-H.; Chang, Z.; Chankova-Bunzarova, N.; Chatterjee, A.; Chen, D.; Chen, J. H.; Chen, X.; Chen, Z.; Cheng, J.; Cherney, M.; Chevalier, M.; Choudhury, S.; Christie, W.; Chu, X.; Crawford, H. J.; Csanád, M.; Daugherity, M.; Dedovich, T. G.; Deppner, I. M.; Derevschikov, A. A.; Didenko, L.; Dong, X.; Drachenberg, J. L.; Dunlop, J. C.; Edmonds, T.; Elsey, N.; Engelage, J.; Eppley, G.; Esha, R.; Esumi, S.; Evdokimov, O.; Ewigleben, A.; Eyser, O.; Fatemi, R.; Fazio, S.; Federic, P.; Fedorisin, J.; Feng, C. J.; Feng, Y.; Filip, P.; Finch, E.; Fisyak, Y.; Francisco, A.; Fulek, L.; Gagliardi, C. A.; Galatyuk, T.; Geurts, F.; Gibson, A.; Gopal, K.; Grosnick, D.; Guryn, W.; Hamad, A. I.; Hamed, A.; Harabasz, S.; Harris, J. W.; He, S.; He, W.; He, X. H.; Heppelmann, S.; Herrmann, N.; Hoffman, E.; Holub, L.; Hong, Y.; Horvat, S.; Hu, Y.; Huang, H. Z.; Huang, S. L.; Huang, T.; Huang, X.; Humanic, T. J.; Huo, P.; Igo, G.; Isenhower, D.; Jacobs, W. W.; Jena, C.; Jentsch, A.; JI, Y.; Jia, J.; Jiang, K.; Jowzaee, S.; Ju, X.; Judd, E. G.; Kabana, S.; Kabir, M. L.; Kagamaster, S.; Kalinkin, D.; Kang, K.; Kapukchyan, D.; Kauder, K.; Ke, H. W.; Keane, D.; Kechechyan, A.; Kelsey, M.; Khyzhniak, Y. V.; Kikoła, D. P.; Kim, C.; Kimelman, B.; Kincses, D.; Kinghorn, T. A.; Kisel, I.; Kiselev, A.; Kisiel, A.; Kocan, M.; Kochenda, L.; Kosarzewski, L. K.; Kramarik, L.; Kravtsov, P.; Krueger, K.; Mudiyanselage, N. Kulathunga; Kumar, L.; Elayavalli, R. Kunnawalkam; Kwasizur, J. H.; Lacey, R.; Lan, S.; Landgraf, J. M.; Lauret, J.; Lebedev, A.; Lednicky, R.; Lee, J. H.; Leung, Y. H.; Li, C.; Li, W.; Li, X.; Li, Y.; Liang, Y.; Licenik, R.; Lin, T.; Lin, Y.; Lisa, M. A.; Liu, F.; Liu, H.; Liu, P.; Liu, T.; Liu, X.; Liu, Y.; Liu, Z.; Ljubicic, T.; Llope, W. J.; Longacre, R. S.; Lukow, N. S.; Luo, S.; Luo, X.; Ma, G. L.; Ma, L.; Ma, R.; Ma, Y. G.; Magdy, N.; Majka, R.; Mallick, D.; Margetis, S.; Markert, C.; Matis, H. S.; Mazer, J. A.; Minaev, N. G.; Mioduszewski, S.; Mohanty, B.; Mondal, M. M.; Mooney, I.; Moravcova, Z.; Morozov, D. A.; Nagy, M.; Nam, J. D.; Nasim, Md.; Nayak, K.; Neff, D.; Nelson, J. M.; Nemes, D. B.; Nie, M.; Nigmatkulov, G.; Niida, T.; Nogach, L. V.; Nonaka, T.; Nunes, A. S.; Odyniec, G.; Ogawa, A.; Oh, S.; Okorokov, V. A.; Page, B. S.; Pak, R.; Pandav, A.; Panebratsev, Y.; Pawlik, B.; Pawlowska, D.; Pei, H.; Perkins, C.; Pinsky, L.; Pintér, R. L.; Pluta, J.; Porter, J.; Posik, M.; Pruthi, N. K.; Przybycien, M.; Putschke, J.; Qiu, H.; Quintero, A.; Radhakrishnan, S. K.; Ramachandran, S.; Ray, R. L.; Reed, R.; Ritter, H. G.; Roberts, J. B.; Rogachevskiy, O. V.; Romero, J. L.; Ruan, L.; Rusnak, J.; Sahoo, N. R.; Sako, H.; Salur, S.; Sandweiss, J.; Sato, S.; Schmidke, W. B.; Schmitz, N.; Schweid, B. R.; Seck, F.; Seger, J.; Sergeeva, M.; Seto, R.; Seyboth, P.; Shah, N.; Shahaliev, E.; Shanmuganathan, P. V.; Shao, M.; Shen, F.; Shen, W. Q.; Shi, S. S.; Shou, Q. Y.; Sichtermann, E. P.; Sikora, R.; Simko, M.; Singh, J.; Singha, S.; Smirnov, N.; Solyst, W.; Sorensen, P.; Spinka, H. M.; Srivastava, B.; Stanislaus, T. D. S.; Stefaniak, M.; Stewart, D. J.; Strikhanov, M.; Stringfellow, B.; Suaide, A. A. P.; Sumbera, M.; Summa, B.; Sun, X. M.; Sun, X.; Sun, Y.; Surrow, B.; Svirida, D. N.; Szymanski, P.; Tang, A. H.; Tang, Z.; Taranenko, A.; Tarnowsky, T.; Thomas, J. H.; Timmins, A. R.; Tlusty, D.; Tokarev, M.; Tomkiel, C. A.; Trentalange, S.; Tribble, R. E.; Tribedy, P.; Tripathy, S. K.; Tsai, O. D.; Tu, Z.; Ullrich, T.; Underwood, D. G.; Upsal, I.; Van Buren, G.; Vanek, J.; Vasiliev, A. N.; Vassiliev, I.; Videbæk, F.; Vokal, S.; Voloshin, S. A.; Wang, F.; Wang, G.; Wang, J. S.; Wang, P.; Wang, Y.; Wang, Z.; Webb, J. C.; Weidenkaff, P. C.; Wen, L.; Westfall, G. D.; Wieman, H.; Wissink, S. W.; Witt, R.; Wu, Y.; Xiao, Z. G.; Xie, G.; Xie, W.; Xu, H.; Xu, N.; Xu, Q. H.; Xu, Y. F.; Xu, Y.; Xu, Z.; Yang, C.; Yang, Q.; Yang, S.; Yang, Y.; Yang, Z.; Ye, Z.; Yi, L.; Yip, K.; Zbroszczyk, H.; Zha, W.; Zhang, D.; Zhang, S.; Zhang, X. P.; Zhang, Y.; Zhang, Z. J.; Zhang, Z.; Zhao, J.; Zhong, C.; Zhou, C.; Zhu, X.; Zhu, Z.; Zurek, M.; Zyzak, M.
Source
Phys. Rev. C 106, 034908 (2022)
Subject
Language
Abstract
Quark interactions with topological gluon configurations can induce local chirality imbalance and parity violation in quantum chromodynamics, which can lead to the chiral magnetic effect (CME) -- an electric charge separation along the strong magnetic field in relativistic heavy-ion collisions. The CME-sensitive azimuthal correlator observable ($\Delta\gamma$) is contaminated by background arising, in part, from resonance decays coupled with elliptic anisotropy ($v_{2}$). We report here differential measurements of the correlator as a function of the pair invariant mass ($m_{\rm inv}$) in 20-50\% centrality Au+Au collisions at $\sqrt{s_{_{\rm NN}}}$= 200 GeV by the STAR experiment at RHIC. Strong resonance background contributions to $\Delta\gamma$ are observed. At large $m_{\rm inv}$ where this background is significantly reduced, the $\Delta\gamma$ value is found to be significantly smaller. An event-shape-engineering technique is deployed to determine the $v_{2}$ background shape as a function of $m_{\rm inv}$. We extract a $v_2$-independent and $m_{\rm inv}$-averaged signal $\Delta\gamma_{\rm sig}$ = (0.03 $\pm$ 0.06 $\pm$ 0.08) $\times10^{-4}$, or $(2\pm4\pm5)\%$ of the inclusive $\Delta\gamma(m_{\rm inv}>0.4$ GeV/$c^2$)$ =(1.58 \pm 0.02 \pm 0.02) \times10^{-4}$, within pion $p_{T}$ = 0.2 - 0.8~\gevc and averaged over pseudorapidity ranges of $-1 < \eta < -0.05$ and $0.05 < \eta < 1$. This represents an upper limit of $0.23\times10^{-4}$, or $15\%$ of the inclusive result, at $95\%$ confidence level for the $m_{\rm inv}$-integrated CME contribution.
Comment: PRC published version
Comment: PRC published version