Journal Article GSI-2021-00169

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Z-boson production in p-Pb collisions at $\sqrt{s_{\mathrm{NN}}}=8.16$ TeV and Pb-Pb collisions at $\sqrt{s_{\mathrm{NN}}}=5.02$ TeV

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2020
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 2009(9), 76 () [10.1007/JHEP09(2020)076]

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Report No.: CERN-EP-2020-090; arXiv:2005.11126

Abstract: Measurement of Z-boson production in p-Pb collisions at $ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}} $ = 8.16 TeV and Pb-Pb collisions at $ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}} $ = 5.02 TeV is reported. It is performed in the dimuon decay channel, through the detection of muons with pseudorapidity −4 < η$_{μ}$< −2.5 and transverse momentum $ {p}_{\mathrm{T}}^{\mu } $> 20 GeV/c in the laboratory frame. The invariant yield and nuclear modification factor are measured for opposite-sign dimuons with invariant mass 60 < m$_{μμ}$< 120 GeV/c$^{2}$ and rapidity 2.5 <$ {y}_{\mathrm{cms}}^{\mu \mu} $< 4. They are presented as a function of rapidity and, for the Pb-Pb collisions, of centrality as well. The results are compared with theoretical calculations, both with and without nuclear modifications to the Parton Distribution Functions (PDFs). In p-Pb collisions the center-of-mass frame is boosted with respect to the laboratory frame, and the measurements cover the backward (−4.46 <$ {y}_{\mathrm{cms}}^{\mu \mu} $< −2.96) and forward (2.03 <$ {y}_{\mathrm{cms}}^{\mu \mu} $< 3.53) rapidity regions. For the p-Pb collisions, the results are consistent within experimental and theoretical uncertainties with calculations that include both free-nucleon and nuclear-modified PDFs. For the Pb-Pb collisions, a 3.4σ deviation is seen in the integrated yield between the data and calculations based on the free-nucleon PDFs, while good agreement is found once nuclear modifications are considered.[graphic not available: see fulltext]

Keyword(s): Z0: production ; parton: distribution function ; heavy ion: scattering ; dimuon: decay ; rapidity ; nucleus ; transverse momentum ; ALICE ; experimental results ; 8160 GeV-cms/nucleon ; 5020 GeV-cms/nucleon

Classification:

Note: 22 pages, 5 captioned figures, 2 tables, authors from page 17, submitted to JHEP, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/6216CC-BY 4.0 "This article is distributed under the terms of the Creative CommonsAttribution License (CC-BY 4.0), which permits any use, distribution and reproduction inany medium, provided the original author(s) and source are credited."

Contributing Institute(s):
  1. ALICE (ALI)
  2. Detektorlabor (DTL)
  3. IT (CIT)
  4. ExtreMe Matter Institute (EMMI) (EXM)
Research Program(s):
  1. 612 - Cosmic Matter in the Laboratory (POF3-612) (POF3-612)
  2. HGS-HIRe - HGS-HIRe for FAIR (HGS-HIRe) (HGS-HIRe)
  3. SUC-GSI-Heidelberg - Strategic university cooperation GSI-U Heidelberg (SUC-GSI-HE) (SUC-GSI-HE)
  4. SUC-GSI-Frankfurt - Strategic university cooperation GSI-U Frankfurt/M (SUC-GSI-FR) (SUC-GSI-FR)
  5. SUC-GSI-Darmstadt - Strategic university cooperation GSI-TU Darmstadt (SUC-GSI-DA) (SUC-GSI-DA)
Experiment(s):
  1. LHC: ALICE

Appears in the scientific report 2020
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