Journal Article GSI-2021-00176

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J/$\psi$ elliptic and triangular flow in Pb-Pb collisions at $\sqrt{s_{\rm NN}}$ = 5.02 TeV

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2020
SISSA [Trieste]

Journal of high energy physics 2010(10), 141 () [10.1007/JHEP10(2020)141]

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Report No.: CERN-EP-2020-094; arXiv:2005.14518

Abstract: The inclusive J/ψ elliptic (v$_{2}$) and triangular (v$_{3}$) flow coefficients measured at forward rapidity (2.5 < y < 4) and the v$_{2}$ measured at midrapidity (|y| < 0.9) in Pb-Pb collisions at $ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}} $ = 5.02 TeV using the ALICE detector at the LHC are reported. The entire Pb-Pb data sample collected during Run 2 is employed, amounting to an integrated luminosity of 750 μb$^{−1}$ at forward rapidity and 93 μb$^{−1}$ at midrapidity. The results are obtained using the scalar product method and are reported as a function of transverse momentum p$_{T}$ and collision centrality. At midrapidity, the J/ψ v$_{2}$ is in agreement with the forward rapidity measurement. The centrality averaged results indicate a positive J/ψ v$_{3}$ with a significance of more than 5σ at forward rapidity in the p$_{T}$ range 2 < p$_{T}$< 5 GeV/c. The forward rapidity v$_{2}$, v$_{3}$, and v$_{3}$/v$_{2}$ results at low and intermediate p$_{T}$ (p$_{T}$ ≲ 8 GeV/c) exhibit a mass hierarchy when compared to pions and D mesons, while converging into a species-independent curve at higher p$_{T}$. At low and intermediate p$_{T}$, the results could be interpreted in terms of a later thermalization of charm quarks compared to light quarks, while at high p$_{T}$, path-length dependent effects seem to dominate. The J/ψ v$_{2}$ measurements are further compared to a microscopic transport model calculation. Using a simplified extension of the quark scaling approach involving both light and charm quark flow components, it is shown that the D-meson v$_{n}$ measurements can be described based on those for charged pions and J/ψ flow.

Keyword(s): J/psi(3100): elliptic flow ; J/psi(3100): triangular flow ; heavy ion: scattering ; quark: flow ; path length: dependence ; mass: hierarchy ; rapidity ; charm ; transverse momentum ; transport theory ; CERN LHC Coll ; ALICE ; experimental results ; 5020 GeV-cms/nucleon

Classification:

Note: 28 pages, 7 captioned figures, 2 tables, authors from page 23, submitted to JHEP, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/6294CC-BY 4.0 "This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC-BY 4.0), which permits any use, distribution and reproduction in any 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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