Measurements of differential two-particle number and transverse momentum correlation functions in pp collisions at s = 13 TeV

Zurlo N.; Zugravel S.C.; Zhu Y.; Zhu S.; Zhu J.; Zhou Y.; Zhou D.; Zhi Y.; Zherebchevskii V.; Zhao M.; Zhang Z.; Zhang Y.; Zhang X.; Zhang S.; Zhang M.; Zhang M.; Zhang L.; Zhang C.; Zhang B.; Zhalov M.; Zaviyalov N.; Závada P.; Zarochentsev A.; Zardoshti N.; Zanone F.; Zampolli C.; Zaccolo V.; Yuncu A.; Yuan S.; Yu H.; Yoon J.H.; Yoo I.-K.; Yin Z.; Yeats E.R.; Yano S.; Yang S.; Yamaguchi Y.; Yadav A.K.; Yadav A.; Xu R.; Xiong Z.; Wu Y.; Wu W.; Wright J.R.; Winn M.; Windelband B.; Willems G.A.; Wilkinson J.; Wilk G.; Wikne J.; Wiechula J.; Wiacek P.K.; Wessels J.P.; Wenzel S.C.; Weiglhofer F.T.; Wegrzynek A.; Wang Z.; Wang Y.; Wang Y.; Wang D.; Wang C.; Wan J.; Vrláková J.; Vozniuk N.; Vorobyev I.; von Haller B.; Volpe G.; Voloshin S.A.; Völkl M.A.; Volkel B.; Vodopyanov A.; Virta M.M.O.; Virgili T.; Vinogradov A.; Villani A.; Villalobos Baillie O.; Vilakazi Z.; Vickovic L.; Verweij M.; Vértesi R.; Verma R.; Vercellin E.; Vechernin V.; Vazquez Rueda O.; Vázquez Doce O.; Vasiliev A.; Vasileiou M.; Vargas Torres P.; Varga Z.; Varga D.; Vyvre P.V.; van Weelden R.J.G.; van Veen C.A.; van Leeuwen M.; van Doremalen L.V.R.; Valle N.; Vala M.; Usai G.L.; Uras A.; Upadhyaya S.; Ulukutlu B.; Ullaland K.; Tveter T.S.; Turrisi R.; Tumkin A.; Tu R.; Tsolanta C.; Trzcinski T.P.; Trzaska W.H.; Trubnikov V.; Trogolo S.; Tripathy T.; Tripathy S.; Triolo A.S.; Triloki T.; Trifiró A.; Torres Ramos A.G.; Torres V.V.; Toppi M.; Topilskaya N.; Tomohiro K.; Tomassini S.; Tokumoto R.; Toia A.; Tkacik T.; Tkacik M.; Timmins A.R.; Tiltmann N.; Tikhonov A.; Thomas D.; Thogersen M.; Thakur S.; Terrevoli C.; Terlizzi L.; Tejeda Muñoz G.; García A.T.; Tauro A.; Tarzila M.G.; Tarasovicova L.A.; Tapus N.; Tapia Takaki J.D.; Tang Z.; Tang S.; Tambave G.J.; Takahashi J.; Taghavi S.F.; Tabares L.H.; Szymkowski M.; Sumowidagdo S.; Sumberia V.; Sultanov R.; Suljic M.; Sukhanov M.; Suiu A.; Suire C.; Suaide A.A.P.; Stylianidis C.P.; Sturniolo A.; Strazzi S.; Stratmann P.; Strangmann N.J.; Storehaug I.; Stocco D.; Stiefelmaier S.F.; Stellhorn T.; Steffanic P.J.; Stan I.; Stachel J.; Staa J.; Sputowska I.; Spijkers R.; Soto-Hernandez A.B.; Soramel F.; Sonneveld J.M.; Sonnabend C.; Solheim E.H.; Snellings R.J.M.; Smirnov N.; Skorodumovs G.; Skaali T.B.; Sitta M.; Sitar B.; Sinha T.; Singhal V.; Singh V.K.; Singh S.; Singh R.; Singh R.; Singh R.; Singh K.; Singh B.; Singh B.; Simeonov R.; Simantathammakul T.; Silvermyr D.; Silva T.F.; Siemiarczuk T.; Siddhanta S.; Sibiriak Y.; Shou Q.; Shirinkin S.; Shin J.; Shimomura M.; Shigaki K.; Sheibani O.; Shatat A.; Sharma U.; Sharma S.; Sharma S.; Sharma M.; Sharma H.; Sharma D.; Sharma B.; Shangaraev A.; Shahoyan R.; Shabetai A.; Shaba T.J.; Sevcenco A.; Šerkšnytė L.; Serkin L.; Serebryakov D.; Seo J.J.; Senyukov S.; Selyuzhenkov I.; Selina M.; Sekihata D.; Sekiguchi Y.; Seger J.E.; Scomparin E.; Scioli G.; Schweda K.; Schukraft J.; Schröter A.; Schotter R.; Schmier A.R.; Schmidt N.V.; Schmidt M.; Schmidt M.O.; Schmidt C.; Schmah A.; Schlepper F.; Schicker R.; Schiaua C.; Scheid H.S.; Schambach J.; Scapparone E.; Sawan S.; Sas M.H.P.; Sarti V.M.; Sarritzu V.; Sarma P.; Sarkar D.; Saramela T.B.; Sanna I.; Samitz D.; Sambyal S.; Salvan M.P.; Sakai S.; Sajdakova K.; Saini J.; Sahu P.K.; Sahu D.; Sahoo S.; Sahoo R.; Sahoo B.; Sahoo B.; Saha S.; Saetre J.; Sadovsky S.; Sabiu B.; Rzesa W.; Ryu J.; Rybicki A.; Ryabov Y.; Ryabinkin E.; Rustamov A.; Russo R.; Russek P.G.; Rui R.; Ruggiano D.; Rudolph J.A.; Rubini N.; Roy S.; Roy A.; Rossi A.; Roslon K.; Rosas E.D.; Ronchetti F.; Romanenko G.; Rokita P.S.; Rojas Torres S.; Röhrich D.; Rohr D.; Rogoschinski T.S.; Rogochaya E.; Rogalev R.; Røed K.; Rodríguez Ramírez S.A.; Rodríguez Cahuantzi M.; Rodriguez M.V.; Ristea C.; Ripoli C.; Rignanese M.; Riffero A.G.; Riegler W.; Riedel A.A.; Richter M.; Ricci R.; Riabov V.; Riabov A.; Reygers K.; Reme-Ness H.A.; Reidt F.; Rehman A.; Regules-Medel H.D.; Reetz C.A.; Redlich K.; Redelbach A.R.; Reckziegel C.; Read K.F.; Ravasenga I.; Rauch M.P.; Rath R.; Räsänen S.S.; Rasa M.; Ramirez Alvarez C.O.; Ramello L.; Rakotozafindrabe A.; Rai A.; Ragoni S.; Radhakrishnan A.M.K.; Quaglia L.; Qiu S.; Pucillo S.; Puccio M.; Pshenichnov I.; Pruneau C.A.; Prino F.; Preghenella R.; Prasad S.; Prasad S.K.; Pradhan K.K.; Pozos I.Y.; Pozdniakov V.; Porteboeuf-Houssais S.; Pop A.; Poljak N.; Politano S.; Polichtchouk B.; Poghosyan M.G.; Plociennik D.K.; Planinic M.; Płoskoń M.; Pisano S.; Pinto C.; Pinsky L.; Pinazza O.; Pillot P.; Pikna M.; Piano S.; Petrovici M.; Petrov V.; Petersen M.T.; Pestov Y.; Perez G.M.; Peresunko D.; Perciballi S.; Pennisi M.; Peng X.; Peitzmann T.; Pei H.; Paul B.; Patra R.N.; Patley Y.; Parkkila J.E.; Park S.; Park J.; Park H.; Pantouvakis C.; Panebianco S.; Panasenko I.; Palasciano A.; Paisano-Guzmán S.; Paić G.; Pagano D.; Padhan S.; Oyama K.; Oya M.; Otwinowski J.; Ortiz Velasquez A.; Oppedisano C.; Onnerstad A.; Oleniacz J.; Okorokov V.A.; Ohlson A.; Oh S.; Nystrand J.; Nyanin A.; Nowakowski P.; Novitzky N.; Norman J.; Nomokonov P.; Noh S.; Noferini F.; Nikulin V.; Nikulin S.; Nikolaev S.; Nielsen E.G.; Nielsen B.S.; Nicassio N.; Nese S.; Nepeivoda R.; Nellen L.; Nekrasova E.; Negru A.; Neagu A.; Naydenov M.N.; Nayak T.K.; Nattrass C.; Nath S.; Nath A.; Nastase V.; Nassirpour A.F.; Nappi E.; Nania R.; Nandi B.K.; Nambrath A.I.; Naik B.; Myrcha J.W.; Musinsky J.; Musa L.; Murray S.; Murakami H.; Munzer R.H.; Munhoz M.G.; Mulliri A.; Mulligan J.D.; Muhuri S.; Muccifora V.; Mrnjavac T.; Morsch A.; Morozov I.; Moreira De Godoy D.A.; Mordasini C.; Monira S.; Mondal M.M.; Molander M.A.; Khan M.M.; Mohanty B.; Modak A.; Miśkowiec D.; Minafra N.; Mikhaylov K.; Mihaylov D.L.; Mihai D.; Micheletti L.; Meres M.; Menzel M.W.; Menon A.S.; Meninno E.; Mendez J.E.M.; Menchaca-Rocha A.; Melo M.; Melikyan Y.; Mazzilli M.; Mazzaschi F.; Matyja A.; Mattiazzo S.; Mastroserio A.; Massen O.; Massacrier L.; Masoni A.; Masera M.; Masciocchi S.; Martins M.P.P.; Martínez García G.; Martínez M.I.; Martinengo P.; Marquez C.F.B.; Markert C.; Marín A.; Margotti A.; Margagliotti G.V.; Marcjan R.W.; Mao Y.; Manzari V.; Manso F.; Manko V.; Manea A.; Mandal S.K.; Mandaglio G.; Mallick N.; Mallick D.; Malik S.K.; Malik N.M.; Malfattore G.; Malaev M.; Makariev M.V.; Majerz E.M.; Maire A.; Mager M.; Ma Y.G.; Luparello G.; Luhder J.R.; Lugo F.V.; Lu Z.; Lu P.; Lotteau C.; Torres E.L.; Lopez X.; Lömker J.; Lokos S.; Loizides C.; Lofnes I.M.; Liveraro G.S.S.; Liu J.; Liu D.H.; Liskova D.; Lippmann C.; Lindenstruth V.; Lim S.H.; Lim H.; Lim B.; Likmeta I.; Lietava R.; Lien J.; Liang-Gilman B.E.; Li X.; Li P.; Li M.; Lévai P.; Lesser E.D.; Lesch M.M.; León Monzón I.; Lemmon R.C.; Lelek T.M.; Lejeune A.M.; Lehrbach J.; Legras G.; Legrand I.; Lee H.; Lea R.; Lavicka R.; Laveaga R.A.N.; Lautner L.; Laudi E.; Larionov P.; Langoy R.; Landou A.R.; Lamanna M.; Lakrathok A.; La Rocca P.; La Pointe S.L.; Kwon Y.; Kweon M.J.; Kuznetsov A.; Kutyla M.; Kuskov V.; Kushpil S.; Kuryakin A.; Kurepin A.B.; Kurashvili P.; Kundu S.; Kumar S.; Kumar N.; Kumar L.; Kumar D.; Kumaoka T.; Kuijer P.G.; Kuhn C.; Kučera V.; Kryshen E.; Krupova D.M.; Krüger M.; Krug C.; Gajdosova K.K.; Krizek F.; Krivda M.; Krcal L.; Kravčáková A.; Králik I.; Kozlov G.; Kozhuharov V.; Kowalski M.; Kovalenko V.; Kovacic N.; Kotliarov A.; Koster C.; Koryciak S.D.; Korwieser M.; Kornakov G.; Konopka P.J.; Konigstorfer S.A.; Konig J.; Kondratyeva N.; Kondratyev A.; Kollegger T.; Kohara R.; Kobdaj C.; Kluge A.; Klemenz T.; Kleiner M.; Klein-Bösing C.; Klein S.; Klein J.; Klay J.L.; Kisiel A.; Kiselev S.; Kisel I.; Kirsch S.; Kirkova A.; Kimura K.; Kim T.; Kim S.; Kim M.; Kim J.; Kim J.; Kim J.; Kim E.J.; Kim D.; Kim D.J.; Kim C.; Kim B.; Kileng B.; Khuranova Z.; Khuntia A.; Khatun A.; Kharlov Y.; Khanzadeev A.; Khan S.; Khan A.M.; Khade S.S.; Keul J.; Ketzer B.; Keil M.; Kebschull U.; Karwowska M.J.; Karpechev E.; Karavicheva T.; Karavichev O.; Karatzenis N.; Karatovic D.; Karasu Uysal A.; Kalweit A.; Kalinak P.; Kaewjai J.; Jusko A.; Junique A.; Jung M.; Jung J.; Jowett J.M.; Jones D.M.; Jonas F.; Jimenez A.A.P.; Jiang T.; Jia S.; Ji S.; Janson T.; Janik M.A.; Jakubowska M.J.; Jahnke C.; Jaelani S.; Jadlovsky J.; Jadlovska S.; Jacobs P.M.; Jacazio N.; Jacak B.; Jablonski M.; Iversen K.E.; Ivanov V.; Ivanov M.; Ivanov M.; Iurchenko S.; Islam M.S.; Isidori T.; Isakov A.; Ippolitov M.; Innocenti G.M.; Inaba M.; Ilkaev R.; Hwang M.C.; Hutter D.; Hutson A.; Humanic T.J.; Huhta L.M.; Huhn P.; Hristov P.; Hou Y.; Horzyk A.; Horst M.; Hofman B.; Hoffmann F.W.; Hobus I.P.M.; Hippolyte B.; Hillemanns H.; Heybeck B.; Hetland K.F.; Herrmann S.; Herrera Corral G.; Hernandez S.G.; Herman T.; Hemmer M.; Helstrup H.; Hellbär E.; Havener L.B.; Hauer P.; Hatzifotiadou D.; Hassan H.; Hartung M.V.; Harton A.; Harris J.W.; Haque M.R.; Hansen J.; Hannigan R.; Hanley B.G.; Han Y.; Hamagaki H.; Haldar M.; Haidlova S.; Haider F.U.; Hadjidakis C.; Gyulai L.; Gwizdziel K.; Gupta R.; Gupta A.; Guo W.; Gunji T.; Gündem T.; Gumprecht J.J.W.K.; Gulbrandsen K.; Guilbaud M.; Guernane R.; Guardiano G.G.; Grunwald N.A.; Grund D.; Grosso R.; Grosse-Oetringhaus J.F.; Grosa F.; Grigoryan S.; Grigoriev V.; Grigoras C.; Grelli A.; Grecka E.; Graczykowski L.K.; Grabski V.; Gotovac S.; Goswami K.; Gorgon M.; Gordeev P.; Gonzalez V.; Goh D.J.Q.; Glimos E.; Glässel P.; Glaenzer A.M.C.; Giubilato P.; Giubellino P.; Giri S.K.; Gioachin G.; Giacalone M.; Ghosh C.; Gernhaeuser R.A.; Germain M.; Gay Ducati M.B.; Gautam A.; Gaur H.M.; Gasik P.; Gargiulo C.; Garcia-Solis E.; García Chávez T.; Garcia J.M.; Garabatos C.; Ganoti P.; Gangadharan D.R.; Gami S.; Galvan C.D.; Gahlaut T.; Gago A.M.; Gagliardi M.; Gaardhøje J.J.; Fusayasu T.; Furs A.; Furget C.; Funicello N.; Fuchs U.; Frajna E.; Fragiacomo E.; Follo U.; Fokin S.; Fokin I.; Foertsch S.; Flores A.N.; Flor F.; Flatland E.; Fionda F.M.; Finogeev D.; Filova V.; Feuillard V.J.G.; Ferretti A.; Ferrero C.; Ferrero A.; Ferrer M.B.; Ferrandi L.; Fernández Téllez A.; Feofilov G.; Fasel M.; Fantoni A.; Fan W.; Fan F.; Faivre J.; Faggin M.; Fabbietti L.; Evdokimov S.; Evans D.; Eulisse G.; Espagnon B.; Ercolessi F.; Erazmus B.; Elia D.; Ejima R.; Eisenhut F.; Ehlers R.J.; Eder T.M.; Dzalaiova N.; Dupieux P.; Dubla A.; Dubinski J.M.; Dönigus B.; Dobrin A.; Dmitrieva U.; Djuvsland Ø.; Divià R.; Ditzel J.; Ding Y.; Diaz R.A.; Diab B.; Di Ruzza B.; Di Mauro A.; Di Bari D.; Dhankher P.; Devereaux K.C.; Deng W.; Dello Stritto L.; Del Grande R.; Deb R.; De Pasquale S.; De Martin C.; De Marco N.; De Gruttola D.; De Falco A.; de Cuveland J.; de Cataldo G.; De Caro A.; Dash S.; Dash A.R.; Das S.; Das P.; Danu A.; Danisch M.C.; Dange G.; Dainese A.; Czarnynoga M.M.; Crochet P.; Cot C.; Costanza S.; Costa F.; Cosentino M.R.; Cortese P.; Coquet M.L.; Contreras J.G.; Contin G.; Conesa del Valle Z.; Conesa Balbastre G.; Concas M.; Colocci M.; Colelli A.; Colella D.; Colburn J.S.; Colamaria F.; Clai G.; Ciupek M.R.; Cindolo F.; Cicalo C.; Ciacco M.; Chujo T.; Christiansen P.; Christensen C.H.; Christakoglou P.; Choudhury S.; Choudhury D.; Chochulska Z.A.; Chochula P.; Cho S.; Cho J.; Chizzali E.S.; Chinellato D.D.; Chibante Barroso V.; Chiappara D.; Cheshkov C.; Cheng T.; Chen M.; Chattopadhay S.; Chartier M.; Chapeland S.; Chandra S.; Chakraborty P.; Chakaberia I.; Cerri R.; Cattaruzzi S.; Catalano F.; Castoldi M.; Castillo Castellanos J.; Carvalho L.A.D.; Caron R.; Carnesecchi F.; Carballo A.A.; Carabas M.; Cantway S.L.; Canedo F.D.M.; Camerini P.; Camacho J.M.M.; Villar E.C.; Caliva A.; Caines H.; Cabrera M.F.T.; Cabanillas Noris J.C.; Bysiak S.A.; Bylinkin A.; Buthelezi Z.; Burmasov N.; Buhler P.; Bufalino S.; Buesching H.; Budnikov D.; Buckland M.D.; Buchakchiev V.D.; Bruno G.E.; Broz M.; Bregant M.; Braun-Munzinger P.; Bratrud L.; Bouziani Y.E.M.; Botta E.; Borquez Carcamo A.G.; Borissov A.; Borel H.; Bonomi G.; Bond P.M.; Bombara M.; Boldizsár L.; Bok J.; Bodova T.; Bock F.; Blume C.; Bluhme N.; Blidaru M.B.; Blau D.; Blair J.T.; Bize N.; Biswas S.; Biro G.; Bilandzic A.; Bigot A.P.; Bielčíková J.; Bielčík J.; Bianchi L.; Bhattacharjee B.; Bhasin A.; Bhaduri P.P.; Betev L.; Besoiu M.G.; Bergmann L.; Berdnikova A.; Berdnikov Y.; Beole S.; Bensaoula A.; Bencedi G.; Beltran Y.A.V.; Beltran L.G.E.; Belokurova S.; Bellwied R.; Bellini F.; Bell Hechavarria A.D.C.; Belikov I.; Behera D.; Becht P.; Beattie C.; Bearden I.G.; Alba J.L.B.; Bauri D.; Batyunya B.; Battistini D.; Batigne G.; Basu S.; Bastid N.; Bartsch E.; Barth K.; Bartels C.; Barreto L.; Barret V.; Barreau E.; Barnby L.S.; Barnaföldi G.G.; Barman B.; Barlou M.; Barioglio L.; Barile F.; Barbasova V.; Banoo Z.; Balis B.; Baldisseri A.; Balbino A.; Bala R.; Bailung Y.; Bailhache R.; Bai X.; Baek Y.W.; Bae Y.; Bae J.; Badalà A.; Baba H.; Azmi M.D.; Averyanov D.; Averbeck R.; Augustinus A.; Arslandok M.; Arsene I.C.; Arneiro J.G.M.C.A.; Arnaldi R.; Arcelli S.; Arata C.; Appelshäuser H.; Aphecetche L.; Apadula N.; Antonioli P.; Antinori F.; Anguelov V.; Andronov E.; Andronic A.; Andreou N.; Andrei C.; Anaam M.N.; Alvarado J.R.; Altsybeev I.; Altamura A.R.; Alt T.; Alocco G.; Alme J.; Alkin A.; Alizadehvandchali N.; Alici A.; Ali B.; Alfaro Molina R.; Alfanda H.M.; Alessandro B.; Aleksandrov D.; Al-Turany M.; Akishina V.; Akindinov A.; Ahuja I.; Ahn S.U.; Ahmad S.; Ahammed Z.; Agrawal N.; Agnello M.; Aglietta L.; Aglieri Rinella G.; Agarwal A.; Acharya S. · European Physical Journal C (2025) · DOI: 10.1140/epjc/s10052-025-14531-0

Resumen

Differential two-particle normalized cumulants (R2) and transverse momentum correlations (P2) are measured as a function of the relative pseudorapidity and azimuthal angle difference (Δη,Δφ) of charged particle pairs in minimum bias pp collisions at s = 13 TeV. The measurements use charged hadrons in the pseudorapidity region of |η|<0.8 and the transverse momentum range 0.2 <pT< 2.0 GeV/c in order to focus on soft multiparticle interactions and to complement prior measurements of these correlation functions in p–Pb and Pb–Pb collisions. The correlation functions are reported for both unlike-sign and like-sign pairs and their charge-independent and charge-dependent combinations. Both the R2 and P2 measured in pp collisions exhibit features qualitatively similar to those observed in p–Pb and Pb–Pb collisions. The Δη and Δφ root mean square widths of the near-side peak of the correlation functions are evaluated and compared with those observed in p–Pb and Pb–Pb collisions and show smooth evolution with the multiplicity of charged particles produced in the collision. The comparison of the measured correlation functions with predictions from PYTHIA8 shows that this model qualitatively captures their basic structure and characteristics but feature important differences. In addition, the R2CD is used to determine the charge balance function of hadrons produced within the detector acceptance of the measurements. The integral of the balance function is found to be compatible with those reported by a previous measurement in Pb–Pb collisions. © CERN for the benefit of the ALICE Collaboration 2025.

Instituciones: Pontificia Universidad Católica del Perú