Journal Article GSI-2022-00107

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Production of muons from heavy-flavour hadron decays at high transverse momentum in Pb–Pb collisions at $\sqrt{s_{\rm NN}}$ = 5.02 and 2.76 TeV

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2021
North-Holland Publ. Amsterdam

Physics letters / B 820, 136558 () [10.1016/j.physletb.2021.136558]

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Report No.: CERN-EP-2020-186; arXiv:2011.05718

Abstract: Measurements of the production of muons from heavy-flavour hadron decays in Pb–Pb collisions at $\sqrt{s_{\rm NN}}$ = 5.02 and 2.76 TeV using the ALICE detector at the LHC are reported. The nuclear modification factor $R_{AA}$ at $\sqrt{s_{\rm NN}}$ = 5.02 TeV is measured at forward rapidity (2.5 < y < 4) as a function of transverse momentum $p_T$ in central, semi-central, and peripheral collisions over a wide $p_T$ interval, 3 < $p_T$ <20 GeV/c, in which muons from beauty-hadron decays are expected to take over from charm as the dominant source at high $p_T$ ($p_T$ > 7 GeV/c). The $R_{AA}$ shows an increase of the suppression of the yields of muons from heavy-flavour hadron decays with increasing centrality. A suppression by a factor of about three is observed in the 10% most central collisions. The $R_{AA}$ at $\sqrt{s_{\rm NN}}$ = 5.02 TeV is similar to that at $\sqrt{s_{\rm NN}}$ = 2.76 TeV. The precise $R_{AA}$ measurements have the potential to distinguish between model predictions implementing different mechanisms of parton energy loss in the high-density medium formed in heavy-ion collisions. They place important constraints for the understanding of the heavy-quark interaction with the hot and dense QCD medium.

Keyword(s): hadron: decay ; muon: production ; heavy ion: scattering ; transverse momentum: high ; muon: yield ; parton: energy loss ; heavy quark ; suppression ; impact parameter ; CERN LHC Coll ; peripheral ; rapidity ; ALICE ; experimental results ; 5020 GeV-cms/nucleon ; 2760 GeV-cms/nucleon

Classification:

Note: Phys. Lett. B 820 (2021) 136558. 27 pages, 4 captioned figures, 1 table, authors from page 21, published version, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/6693 "This is an open access article under the CC BY license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Funded by SCOAP3"

Contributing Institute(s):
  1. ALICE (ALI)
  2. Detektorlabor (DTL)
  3. IT (CIT)
  4. ExtreMe Matter Institute, EMMI (EXM)
  5. Collaboration CERN: ALICE (ALICE@CERN)
Research Program(s):
  1. 612 - Cosmic Matter in the Laboratory (POF4-612) (POF4-612)
  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 2021
Database coverage:
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 Record created 2022-01-17, last modified 2023-10-15