2021 Fiscal Year Annual Research Report
Gluon saturation and origin of QGP probed by forward photons at LHC
Project/Area Number |
20H05638
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Research Institution | University of Tsukuba |
Principal Investigator |
中條 達也 筑波大学, 数理物質系, 講師 (70418622)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三明 康郎 筑波大学, 数理物質系(特命教授), 特命教授 (10157422)
Novitzky Norbert 筑波大学, 数理物質系, 助教 (30842570)
稲葉 基 筑波技術大学, 産業技術学部, 准教授 (80352566)
杉立 徹 広島大学, 学術・社会連携室, 特任教授 (80144806)
下村 真弥 奈良女子大学, 自然科学系, 助教 (70555416)
蜂谷 崇 奈良女子大学, 自然科学系, 助教 (10589005)
大山 健 長崎総合科学大学, 工学研究科, 教授 (10749047)
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Project Period (FY) |
2020-08-31 – 2025-03-31
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Keywords | 量子色力学 / カラーグラス凝縮 / クォーク・グルーオン・プラズマ / 電磁カロリメータ / 前方物理 / LHC 加速器 / ALICE 実験 / シリコン検出器 |
Outline of Annual Research Achievements |
2021年度では、P型シリコンセンサーとフロントエンド集積回路 HGCROC を接続するために、新たな基板開発を仏・Grenoble LPSC と行い、センサーとHGCROC を接続し、第3号試作機を製作した。製作したモジュールを CERN SPS加速器のテストビームラインにてテストした(10-11月)。シリコンセンサーに 120 GeV ハドロンビームを照射し、応答でを測定したところ、最小電離粒子シグナルが明確に観測されていることが分かった。更に、モジュールの前面にタングステン板を複数設置し、80 GeV/c の電子ビームを照射し、電子シャワーの測定に成功した。これらの結果とPixel 検出器、ハドロンカロリメータ検出器の実験結果を合わせて、CERN EP newsletter に記事を投稿、掲載された。
2018年に我々日本グループが製作した FoCal 第2号試作機(mini-FoCal)のデータ解析を進めた。学術誌への投稿の最終段階にある。性能を評価した結果、エネルギー分解能にして約4%を達成していることが分かった(目標5%以下)。これらの結果をまとめ、学術誌に投稿する。
2021年、佐賀大学もALICE フルメンバーとして加入し、FoCal 後段の読み出し開発に参加した。長崎総合科学大学は、FoCal における読み出し回路担当となり、トリガー開発を本格的に開始した。理研と合同で放射線耐性テストに関する共同研究を実施しした。FoCal 日本グループは、筑波大、筑波技術大、理研、奈良女子大、広島大、長崎総合科学大、佐賀大の7機関、18名となり、 FoCal 国際コラボレーションの中において、FoCal-E pad 検出器の責任機関であると同時に、読み出しシステム、トリガー開発においても中心的な位置を占めるに至った。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね順調に進展している。特に新型p 型シリコンセンサーとHGCROC 読み出し集積回路を用いた第3号試作機に関して、テストビーム実験や実験室での基礎特性測定を通じて、この2年間で開発の目処がついた。この開発を完了させ、2022年に予定されているCERN でのテストビーム実験、および KEK でのテストビーム実験を行い、最終R&D は完了し、2023年に FoCal の技術デザイン書 (TDR) を策定できると考えている。
懸念事項の1つとして、新型コロナの影響による世界的な半導体不足がある。本研究はシリコンセンサーを使うことが必須であるため、影響は避けられない。ただし十分事前に発注準備を行い、必要枚数のセンサーを確保すれば、最小限の影響で問題なく研究が進められると考えられる。
2つ目の懸念は、ウクライナ情勢である。ウクライナの研究機関では、FoCal-E Pixel 検出器のフレキシブル基板の製造を行っている。ウクライナ情勢が好転しない場合は Pixel 開発を行っている別の機関、例えばベルゲン大学 (ノルウェー)などの協力により、別の機関で基板を製造し、計画を遂行する可能性がある。
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Strategy for Future Research Activity |
2022年度では、FoCal-E pad 第3試作機を引き続き製作し、製作したモジュールのビーム試験を行い、性能を評価する。まず6 月に CERN PS 加速器を用いてテストを行う。その際、複数のモジュールを同時に読み出すことができる「アグリゲータボード」を用いて読み出す。7月には、KEK PF-AR 加速器でのテストビームラインが使用できる場合、FoCal をKEKビームラインでテストを行う。9月、11月には、FoCal-E pad に加えて、pixel, FoCal-H 検出器も合わせた統合試験を CERN SPS (H8, H2) で行う。これが TDR に向けた最終テストとなる。テスト終了後、データ解析を行い、その結果を投稿論文にまとめ、投稿する。同時に TDR に掲載する資料を作成する。理研小型中性子源システム RANS を用いて、放射線耐性テストを継続して実施する。これまでの IV 特性に加えて、CV 特性の取得、素子の放射線耐性も評価する。これらの結果を投稿論文、TDR にまとめる。また専用のprobe station の開発を完了し、中性子照射前後の違い等、シリコンセンサーの基礎特性を系統的に調べ、まとめる。データ解析に向けた ALICE コンピューティングの再構築を筑波大にて行う。
令和5(2023)年度は、TDR を作成し、LHCC 委員会に提出する。5 pad layer のモジュール製作の作業工程を定め、製作を開始する(FoCal 第4試作機)。製作後は KEK PF-AR テストビームラインを用いて、各 layer の最小電離粒子シグナルを捉え、ゲインの較正を行う。令和6(2024)年度は、FoCal 第4試作機を ALICE 前方、衝突点から 7m の位置に導入する。そこで中性パイ中間子 (π0) を再構成し、その横運動量分布を測定し、最初の物理論文とする。またπ0-π0 相関測定から CGC の兆候が見られるかどうかを確かめる。これらの初期結果を、国際会議Hard Probes 2024 会議(350人規模、議長:中條、開催地 長崎)にて発表する。
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Research Products
(62 results)
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[Journal Article] Prompt D0, D+, and D*+ production in Pb?Pb collisions at sqrt(s_NN) = 5.02 TeV2022
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Journal of High Energy Physics
Volume: 2022
Pages: 174
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Measurement of inclusive charged-particle b-jet production in pp and p-Pb collisions at sqrt(s_NN) = 5.02 TeV2022
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Journal of High Energy Physics
Volume: 2022
Pages: 178
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Production of light (anti)nuclei in pp collisions at sqrt(s) = 13 TeV2022
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Journal of High Energy Physics
Volume: 2022
Pages: 106
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Prompt and non-prompt J/ψ production cross sections at midrapidity in proton-proton collisions at sqrt(s) = 5.02 and 13 TeV2022
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Journal of High Energy Physics
Volume: 2022
Pages: 190
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Measurements of the groomed and ungroomed jet angularities in pp collisions at sqrt(s) = 5.02 TeV2022
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Journal of High Energy Physics
Volume: 2022
Pages: 061
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Measurement of Prompt D0, Lambda_c+, and Sigma_c 0++(2455) Production in Proton-Proton Collisions at sqrt(s) = 13 TeV2022
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 128
Pages: 012001
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Charm-quark fragmentation fractions and production cross section at midrapidity in pp collisions at the LHC2022
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physical Review D
Volume: 105
Pages: 011103
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Inclusive J/psi production at midrapidity in pp collisions at sqrt(s) = 13 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
The European Physical Journal C
Volume: 81
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] K0s and (anti-)Lambda -hadron correlations in pp collisions at sqrt(s) = 13 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
The European Physical Journal C
Volume: 81
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Anisotropic flow of identified hadrons in Xe-Xe collisions at sqrt(s_NN) = 5.44 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Journal of High Energy Physics
Volume: 2021
Pages: 152
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Measurement of the production cross section of prompt Xi_c0 baryons at midrapidity in pp collisions at sqrt(s) = 5.02 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Journal of High Energy Physics
Volume: 2021
Pages: 159
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Experimental Evidence for an Attractive p-phi Interaction2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 127
Pages: 172301
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Kaon-proton strong interaction at low relative momentum via femtoscopy in Pb-Pb collisions at the LHC2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physics Letters B
Volume: 822
Pages: 136708~136708
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Charged-particle multiplicity fluctuations in Pb-Pb collisions at sqrt(s_NN) = 2.76 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
The European Physical Journal C
Volume: 81
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] First measurements of N-subjettiness in central Pb-Pb collisions at sqrt(s_NN) = 2.76 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Journal of High Energy Physics
Volume: 2021
Pages: 003
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Measurement of the Cross Sections of Xi 0c and Xi+_c Baryons and of the Branching-Fraction Ratio BR(Xi^0_c -> Xi- e+ nu_e)/BR(Xi^0_c -> Xi- pi+) in pp collisions at 13 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 127
Pages: 272001
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Energy dependence of phi meson production at forward rapidity in pp collisions at the LHC2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
The European Physical Journal C
Volume: 81
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Measurement of beauty and charm production in pp collisions at sqrt(s) = 5.02 TeV via non-prompt and prompt D mesons2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Journal of High Energy Physics
Volume: 2021
Pages: 220
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Measurements of mixed harmonic cumulants in Pb-Pb collisions at sqrt(s_NN) = 5.02 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physics Letters B
Volume: 818
Pages: 136354~136354
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] First measurement of the |t|-dependence of coherent J/ψ photonuclear production2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physics Letters B
Volume: 817
Pages: 136280~136280
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Coherent J/psi and Upsilon' photoproduction at midrapidity in ultra-peripheral Pb-Pb collisions at sqrt(s_NN) = 5.02 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
The European Physical Journal C
Volume: 81
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Long- and short-range correlations and their event-scale dependence in high-multiplicity pp collisions at sqrt(s) = 13 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Journal of High Energy Physics
Volume: 2021
Pages: 290
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Production of pions, kaons, (anti-)protons and phi mesons in Xe-Xe collisions at sqrt(s_NN) = 5.44 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
The European Physical Journal C
Volume: 81
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] First measurement of coherent rho-0 photoproduction in ultra-peripheral Xe-Xe collisions at sqrt(s_NN)=5.44 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physics Letters B
Volume: 820
Pages: 136481~136481
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Multiharmonic Correlations of Different Flow Amplitudes in Pb-Pb Collisions at sqrt(s_NN) = 2.76 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 127
Pages: 092302
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Inclusive heavy-flavour production at central and forward rapidity in Xe-Xe collisions at sqrt(s_NN) =5.44 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physics Letters B
Volume: 819
Pages: 136437~136437
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Jet-associated deuteron production in pp collisions at sqrt(s)=13 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physics Letters B
Volume: 819
Pages: 136440~136440
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Jet fragmentation transverse momentum distributions in pp and p-Pb collisions at sqrt(s_NN) = 5.02 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Journal of High Energy Physics
Volume: 2021
Pages: 211
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Production of muons from heavy-flavour hadron decays at high transverse momentum in Pb-Pb collisions at sqrt(s_NN) = 5.02 and 2.76 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physics Letters B
Volume: 820
Pages: 136558~136558
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Upsilon production and nuclear modification at forward rapidity in Pb-Pb collisions at sqrt(s_NN) = 5.02TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physics Letters B
Volume: 822
Pages: 136579~136579
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Lambda +c Production and Baryon-to-Meson Ratios in pp and p-Pb Collisions at sqrt(s_NN)=5.02 TeV at the LHC2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 127
Pages: 202301
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Lambda^+_c production in pp and in p-Pb collisions at sqrt(s_NN) =5.02 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physical Review C
Volume: 104
Pages: 054905
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Pseudorapidity distributions of charged particles as a function of mid- and forward rapidity multiplicities in pp collisions at sqrt(s) = 5.02, 7 and 13 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
The European Physical Journal C
Volume: 81
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Soft-Dielectron Excess in Proton-Proton Collisions at sqrt(s) = 13 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 127
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Elliptic Flow of Electrons from Beauty-Hadron Decays in Pb-Pb Collisions at sqrt(s_NN) = 5.02 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 126
Pages: 162001
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Lambda-K femtoscopy in Pb-Pb collisions at sqrt(s_NN) = 2.76 TeV2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physical Review C
Volume: 103
Pages: 055201
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] First measurement of quarkonium polarization in nuclear collisions at the LHC2021
Author(s)
The ALICE collaboration, S. Acharya, T. Chujo, T. Hachiya, M. Inaba, Y. Miake, N. Novitzky, K. Oyama, M. Shimomura, T. Sugitate, et al.
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Journal Title
Physics Letters B
Volume: 815
Pages: 136146~136146
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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