Journal Article GSI-2026-00077

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Particle production as a function of charged-particle flattenicity in pp collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV

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2025
American Physical Society Ridge, NY

Physical review / D 111(1), 012010 () [10.1103/PhysRevD.111.012010]

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Report No.: CERN-EP-2024-205; arXiv:2407.20037

Abstract: This paper reports the first measurement of the transverse momentum ($p_T$) spectra of primary charged pions, kaons, (anti)protons, and unidentified particles as a function of the charged-particle flattenicity in pp collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV. Flattenicity is a novel event shape observable that is measured in the pseudorapidity intervals covered by the V0 detector, 2.8 < η < 5.1 and -3.7 < η < -1.7. According to QCD-inspired phenomenological models, it shows sensitivity to multiparton interactions and is less affected by biases toward larger $p_T$ due to local multiplicity fluctuations in the V0 acceptance than multiplicity. The analysis is performed in minimum-bias (MB) as well as in high-multiplicity events up to $p_T$ = 20 GeV/c. The event selection requires at least one charged particle produced in the pseudorapidity interval |η| < 1. The measured pT distributions, average pT, kaon-to-pion and proton-to-pion particle ratios, presented in this paper, are compared to model calculations using pythia 8 based on color strings and EPOS LHC. The modification of the $p_T$-spectral shapes in low-flattenicity events that have large event activity with respect to those measured in MB events develops a pronounced peak at intermediate $p_T$ (2 < $p_T$ < 8 GeV/c), and approaches the vicinity of unity at higher $p_T$. The results are qualitatively described by pythia, and they show different behavior than those measured as a function of charged-particle multiplicity based on the V0M estimator.

Classification:

Note: Published by the American Physical Society under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International license. 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)
  6. STRONG-2020 - The strong interaction at the frontier of knowledge: fundamental research and applications (824093) (824093)
Experiment(s):
  1. LHC: ALICE

Appears in the scientific report 2025
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Infrastructure > Detector Laboratory
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Particle production as a function of charged-particle flattenicity in pp collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV
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 Record created 2026-01-06, last modified 2026-03-05