Physics Letters B (Oct 2023)

System-size dependence of the charged-particle pseudorapidity density at sNN=5.02TeV for pp, pPb, and PbPb collisions

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  • J. Kim,
  • J. Kim,
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  • S. Saha,
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  • D. Sekihata,
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  • J.J. Seo,
  • D. Serebryakov,
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  • D. Sharma,
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  • M. Sharma,
  • N. Sharma,
  • S. Sharma,
  • U. Sharma,
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  • S. Shirinkin,
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  • S. Siddhanta,
  • T. Siemiarczuk,
  • T.F. Silva,
  • D. Silvermyr,
  • T. Simantathammakul,
  • G. Simonetti,
  • B. Singh,
  • R. Singh,
  • R. Singh,
  • R. Singh,
  • V.K. Singh,
  • V. Singhal,
  • T. Sinha,
  • B. Sitar,
  • M. Sitta,
  • T.B. Skaali,
  • G. Skorodumovs,
  • M. Slupecki,
  • N. Smirnov,
  • R.J.M. Snellings,
  • C. Soncco,
  • J. Song,
  • A. Songmoolnak,
  • F. Soramel,
  • S. Sorensen,
  • I. Sputowska,
  • J. Stachel,
  • I. Stan,
  • P.J. Steffanic,
  • S.F. Stiefelmaier,
  • D. Stocco,
  • I. Storehaug,
  • M.M. Storetvedt,
  • P. Stratmann,
  • S. Strazzi,
  • C.P. Stylianidis,
  • A.A.P. Suaide,
  • C. Suire,
  • M. Sukhanov,
  • M. Suljic,
  • R. Sultanov,
  • V. Sumberia,
  • S. Sumowidagdo,
  • S. Swain,
  • A. Szabo,
  • I. Szarka,
  • U. Tabassam,
  • S.F. Taghavi,
  • G. Taillepied,
  • J. Takahashi,
  • G.J. Tambave,
  • S. Tang,
  • Z. Tang,
  • J.D. Tapia Takaki,
  • N. Tapus,
  • L.A. Tarasovicova,
  • M.G. Tarzila,
  • A. Tauro,
  • G. Tejeda Muñoz,
  • A. Telesca,
  • L. Terlizzi,
  • C. Terrevoli,
  • G. Tersimonov,
  • S. Thakur,
  • D. Thomas,
  • R. Tieulent,
  • A. Tikhonov,
  • A.R. Timmins,
  • M. Tkacik,
  • T. Tkacik,
  • A. Toia,
  • N. Topilskaya,
  • M. Toppi,
  • F. Torales-Acosta,
  • T. Tork,
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  • A. Trifiró,
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  • A. Tumkin,
  • R. Turrisi,
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  • Y. Zhi,
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  • D. Zhou,
  • Y. Zhou,
  • J. Zhu,
  • Y. Zhu,
  • G. Zinovjev,
  • N. Zurlo

Journal volume & issue
Vol. 845
p. 137730

Abstract

Read online

We present the first systematic comparison of the charged-particle pseudorapidity densities for three widely different collision systems, pp, pPb, and PbPb, at the top energy of the Large Hadron Collider (sNN=5.02TeV) measured over a wide pseudorapidity range (−3.5<η<5), the widest possible among the four experiments at that facility. The systematic uncertainties are minimised since the measurements are recorded by the same experimental apparatus (ALICE). The distributions for pPb and PbPb collisions are determined as a function of the centrality of the collisions, while results from pp collisions are reported for inelastic events with at least one charged particle at midrapidity. The charged-particle pseudorapidity densities are, under simple and robust assumptions, transformed to charged-particle rapidity densities. This allows for the calculation and the presentation of the evolution of the width of the rapidity distributions and of a lower bound on the Bjorken energy density, as a function of the number of participants in all three collision systems. We find a decreasing width of the particle production, and roughly a smooth ten fold increase in the energy density, as the system size grows, which is consistent with a gradually higher dense phase of matter.