Multiplicity dependence of charged-particle jet production in pp collisions at $$\mathbf {\sqrt{s}}=\mathbf {13~TeV}$$
Authors: Acharya S. , Adamová D. , Adler A. , Adolfsson J. , Aglieri Rinella G. , Agnello M. , Agrawal N. , Ahammed Z. , Ahmad S. , Ahn S. U. , Ahuja I. , Akbar Z. , Akindinov A. , Al-Turany M. , Alam S. N. , Aleksandrov D. , Alessandro B. , Alfanda H. M. , Alfaro Molina R. , Ali B. , Ali Y. , Alici A. , Alizadehvandchali N. , Alkin A. , Alme J. , Alocco G. , Alt T. , Altsybeev I. , Anaam M. N. , Andrei C. , Andreou D. , Andronic A. , Anguelov V. , Antinori F. , Antonioli P. , Anuj C. , Apadula N. , Aphecetche L. , Appelshäuser H. , Arcelli S. , Arnaldi R. , Arsene I. C. , Arslandok M. , Augustinus A. , Averbeck R. , Aziz S. , Azmi M. D. , Badalà A. , Baek Y. W. , Bai X. , Bailhache R. , Bailung Y. , Bala R. , Balbino A. , Baldisseri A. , Balis B. , Banerjee D. , Banoo Z. , Barbera R. , Barioglio L. , Barlou M. , Barnaföldi G. G. , Barnby L. S. , Barret V. , Bartels C. , Barth K. , Bartsch E. , Baruffaldi F. , Bastid N. , Basu S. , Batigne G. , Battistini D. , Batyunya B. , Bauri D. , Bazo Alba J. L. , Bearden I. G. , Beattie C. , Becht P. , Belikov I. , Bell Hechavarria A. D. C. , Bellini F. , Bellwied R. , Belokurova S. , Belyaev V. , Bencedi G. , Beole S. , Bercuci A. , Berdnikov Y. , Berdnikova A. , Bergmann L. , Besoiu M. G. , Betev L. , Bhaduri P. P. , Bhasin A. , Bhat I. R. , Bhat M. A. , Bhattacharjee B. , Bhattacharya P. , Bianchi L. , Bianchi N. , Bielčík J. , Bielčíková J. , Biernat J. , Bilandzic A. , Biro G. , Biswas S. , Blair J. T. , Blau D. , Blidaru M. B. , Blume C. , Boca G. , Bock F. , Bogdanov A. , Boi S. , Bok J. , Boldizsár L. , Bolozdynya A. , Bombara M. , Bond P. M. , Bonomi G. , Borel H. , Borissov A. , Bossi H. , Botta E. , Bratrud L. , Braun-Munzinger P. , Bregant M. , Broz M. , Bruno G. E. , Buckland M. D. , Budnikov D. , Buesching H. , Bufalino S. , Bugnon O. , Buhler P. , Buthelezi Z. , Butt J. B. , Bylinkin A. , Bysiak S. A. , Cai M. , Caines H. , Caliva A. , Calvo Villar E. , Camacho J. M. M. , Camacho R. S. , Camerini P. , Canedo F. D. M. , Carabas M. , Carnesecchi F. , Caron R. , Castillo Castellanos J. , Casula E. A. R. , Catalano F. , Ceballos Sanchez C. , Chakaberia I. , Chakraborty P. , Chandra S. , Chapeland S. , Chartier M. , Chattopadhyay S. , Chattopadhyay S. , Chavez T. G. , Cheng T. , Cheshkov C. , Cheynis B. , Chibante Barroso V. , Chinellato D. D. , Cho S. , Chochula P. , Christakoglou P. , Christensen C. H. , Christiansen P. , Chujo T. , Cicalo C. , Cifarelli L. , Cindolo F. , Ciupek M. R. , Clai G. , Cleymans J. , Colamaria F. , Colburn J. S. , Colella D. , Collu A. , Colocci M. , Concas M. , Conesa Balbastre G. , Conesa del Valle Z. , Contin G. , Contreras J. G. , Coquet M. L. , Cormier T. M. , Cortese P. , Cosentino M. R. , Costa F. , Costanza S. , Crochet P. , Cruz-Torres R. , Cuautle E. , Cui P. , Cunqueiro L. , Dainese A. , Danisch M. C. , Danu A. , Das P. , Das P. , Das S. , Dash S. , De Caro A. , de Cataldo G. , De Cilladi L. , de Cuveland J. , De Falco A. , De Gruttola D. , De Marco N. , De Martin C. , De Pasquale S. , Deb S. , Degenhardt H. F. , Deja K. R. , Del Grande R. , Dello Stritto L. , Deng W. , Dhankher P. , Di Bari D. , Di Mauro A. , Diaz R. A. , Dietel T. , Ding Y. , Divià R. , Dixit D. U. , Djuvsland Ø. , Dmitrieva U. , Do J. , Dobrin A. , Dönigus B. , Dubey A. K. , Dubla A. , Dudi S. , Dupieux P. , Durkac M. , Dzalaiova N. , Eder T. M. , Ehlers R. J. , Eikeland V. N. , Eisenhut F. , Elia D. , Erazmus B. , Ercolessi F. , Erhardt F. , Erokhin A. , Ersdal M. R. , Espagnon B. , Eulisse G. , Evans D. , Evdokimov S. , Fabbietti L. , Faggin M. , Faivre J. , Fan F. , Fan W. , Fantoni A. , Fasel M. , Fecchio P. , Feliciello A. , Feofilov G. , Fernández Téllez A. , Ferrero A. , Ferretti A. , Feuillard V. J. G. , Figiel J. , Filova V. , Finogeev D. , Fionda F. M. , Fiorenza G. , Flor F. , Flores A. N. , Foertsch S. , Fokin S. , Fragiacomo E. , Frajna E. , Francisco A. , Fuchs U. , Funicello N. , Furget C. , Furs A. , Gaardhøje J. J. , Gagliardi M. , Gago A. M. , Gal A. , Galvan C. D. , Ganoti P. , Garabatos C. , Garcia J. R. A. , Garcia-Solis E. , Garg K. , Gargiulo C. , Garibli A. , Garner K. , Gasik P. , Gauger E. F. , Gautam A. , Gay Ducati M. B. , Germain M. , Ghosh S. K. , Giacalone M. , Gianotti P. , Giubellino P. , Giubilato P. , Glaenzer A. M. C. , Glässel P. , Glimos E. , Goh D. J. Q. , Gonzalez V. , González-Trueba L. H. , Gorbunov S. , Gorgon M. , Görlich L. , Gotovac S. , Grabski V. , Graczykowski L. K. , Greiner L. , Grelli A. , Grigoras C. , Grigoriev V. , Grigoryan S. , Grosa F. , Grosse-Oetringhaus J. F. , Grosso R. , Grund D. , Guardiano G. G. , Guernane R. , Guilbaud M. , Gulbrandsen K. , Gunji T. , Guo W. , Gupta A. , Gupta R. , Guzman S. P. , Gyulai L. , Habib M. K. , Hadjidakis C. , Hamagaki H. , Hamid M. , Hannigan R. , Haque M. R. , Harlenderova A. , Harris J. W. , Harton A. , Hasenbichler J. A. , Hassan H. , Hatzifotiadou D. , Hauer P. , Havener L. B. , Heckel S. T. , Hellbär E. , Helstrup H. , Herman T. , Herrera Corral G. , Herrmann F. , Hetland K. F. , Heybeck B. , Hillemanns H. , Hills C. , Hippolyte B. , Hofman B. , Hohlweger B. , Honermann J. , Hong G. H. , Horak D. , Hornung S. , Horzyk A. , Hosokawa R. , Hou Y. , Hristov P. , Hughes C. , Huhn P. , Huhta L. M. , Hulse C. V. , Humanic T. J. , Hushnud H. , Husova L. A. , Hutson A. , Iddon J. P. , Ilkaev R. , Ilyas H. , Inaba M. , Innocenti G. M. , Ippolitov M. , Isakov A. , Isidori T. , Islam M. S. , Ivanov M. , Ivanov V. , Izucheev V. , Jablonski M. , Jacak B. , Jacazio N. , Jacobs P. M. , Jadlovska S. , Jadlovsky J. , Jaelani S. , Jahnke C. , Jakubowska M. J. , Jalotra A. , Janik M. A. , Janson T. , Jercic M. , Jevons O. , Jimenez A. A. P. , Jonas F. , Jones P. G. , Jowett J. M. , Jung J. , Jung M. , Junique A. , Jusko A. , Kabus M. J. , Kaewjai J. , Kalinak P. , Kalteyer A. S. , Kalweit A. , Kaplin V. , Karasu Uysal A. , Karatovic D. , Karavichev O. , Karavicheva T. , Karczmarczyk P. , Karpechev E. , Kashyap V. , Kazantsev A. , Kebschull U. , Keidel R. , Keijdener D. L. D. , Keil M. , Ketzer B. , Khan A. M. , Khan S. , Khanzadeev A. , Kharlov Y. , Khatun A. , Khuntia A. , Kileng B. , Kim B. , Kim C. , Kim D. J. , Kim E. J. , Kim J. , Kim J. S. , Kim J. , Kim J. , Kim M. , Kim S. , Kim T. , Kirsch S. , Kisel I. , Kiselev S. , Kisiel A. , Kitowski J. P. , Klay J. L. , Klein J. , Klein S. , Klein-Bösing C. , Kleiner M. , Klemenz T. , Kluge A. , Knospe A. G. , Kobdaj C. , Kollegger T. , Kondratyev A. , Kondratyeva N. , Kondratyuk E. , Konig J. , Konigstorfer S. A. , Konopka P. J. , Kornakov G. , Koryciak S. D. , Kotliarov A. , Kovalenko O. , Kovalenko V. , Kowalski M. , Králik I. , Kravčáková A. , Kreis L. , Krivda M. , Krizek F. , Krizkova Gajdosova K. , Kroesen M. , Krüger M. , Krupova D. M. , Kryshen E. , Krzewicki M. , Kučera V. , Kuhn C. , Kuijer P. G. , Kumaoka T. , Kumar D. , Kumar L. , Kumar N. , Kundu S. , Kurashvili P. , Kurepin A. , Kurepin A. B. , Kuryakin A. , Kushpil S. , Kvapil J. , Kweon M. J. , Kwon J. Y. , Kwon Y. , La Pointe S. L. , La Rocca P. , Lai Y. S. , Lakrathok A. , Lamanna M. , Langoy R. , Larionov P. , Laudi E. , Lautner L. , Lavicka R. , Lazareva T. , Lea R. , Lehrbach J. , Lemmon R. C. , León Monzón I. , Lesch M. M. , Lesser E. D. , Lettrich M. , Lévai P. , Li X. , Li X. L. , Lien J. , Lietava R. , Lim B. , Lim S. H. , Lindenstruth V. , Lindner A. , Lippmann C. , Liu A. , Liu D. H. , Liu J. , Lofnes I. M. , Loginov V. , Loizides C. , Loncar P. , Lopez J. A. , Lopez X. , López Torres E. , Luhder J. R. , Lunardon M. , Luparello G. , Ma Y. G. , Maevskaya A. , Mager M. , Mahmoud T. , Maire A. , Malaev M. , Malik N. M. , Malik Q. W. , Malik S. K. , Malinina L. , Mal’Kevich D. , Mallick D. , Mallick N. , Mandaglio G. , Manko V. , Manso F. , Manzari V. , Mao Y. , Margagliotti G. V. , Margotti A. , Marín A. , Markert C. , Marquard M. , Martin N. A. , Martinengo P. , Martinez J. L. , Martínez M. I. , Martínez García G. , Masciocchi S. , Masera M. , Masoni A. , Massacrier L. , Mastroserio A. , Mathis A. M. , Matonoha O. , Matuoka P. F. T. , Matyja A. , Mayer C. , Mazuecos A. L. , Mazzaschi F. , Mazzilli M. , Mdhluli J. E. , Mechler A. F. , Melikyan Y. , Menchaca-Rocha A. , Meninno E. , Menon A. S. , Meres M. , Mhlanga S. , Miake Y. , Micheletti L. , Migliorin L. C. , Mihaylov D. L. , Mikhaylov K. , Mishra A. N. , Miśkowiec D. , Modak A. , Mohanty A. P. , Mohanty B. , Mohisin Khan M. , Molander M. A. , Moravcova Z. , Mordasini C. , Moreira De Godoy D. A. , Morozov I. , Morsch A. , Mrnjavac T. , Muccifora V. , Mudnic E. , Mühlheim D. , Muhuri S. , Mulligan J. D. , Mulliri A. , Munhoz M. G. , Munzer R. H. , Murakami H. , Murray S. , Musa L. , Musinsky J. , Myrcha J. W. , Naik B. , Nair R. , Nandi B. K. , Nania R. , Nappi E. , Nassirpour A. F. , Nath A. , Nattrass C. , Neagu A. , Negru A. , Nellen L. , Nesbo S. V. , Neskovic G. , Nesterov D. , Nielsen B. S. , Nielsen E. G. , Nikolaev S. , Nikulin S. , Nikulin V. , Noferini F. , Noh S. , Nomokonov P. , Norman J. , Novitzky N. , Nowakowski P. , Nyanin A. , Nystrand J. , Ogino M. , Ohlson A. , Okorokov V. A. , Oleniacz J. , Oliveira Da Silva A. C. , Oliver M. H. , Onnerstad A. , Oppedisano C. , Ortiz Velasquez A. , Osako T. , Oskarsson A. , Otwinowski J. , Oya M. , Oyama K. , Pachmayer Y. , Padhan S. , Pagano D. , Paić G. , Palasciano A. , Panebianco S. , Park J. , Parkkila J. E. , Pathak S. P. , Patra R. N. , Paul B. , Pei H. , Peitzmann T. , Peng X. , Pereira L. G. , Pereira Da Costa H. , Peresunko D. , Perez G. M. , Perrin S. , Pestov Y. , Petráček V. , Petrov V. , Petrovici M. , Pezzi R. P. , Piano S. , Pikna M. , Pillot P. , Pinazza O. , Pinsky L. , Pinto C. , Pisano S. , Płoskoń M. , Planinic M. , Pliquett F. , Poghosyan M. G. , Polichtchouk B. , Politano S. , Poljak N. , Pop A. , Porteboeuf-Houssais S. , Porter J. , Pozdniakov V. , Prasad S. K. , Preghenella R. , Prino F. , Pruneau C. A. , Pshenichnov I. , Puccio M. , Qiu S. , Quaglia L. , Quishpe R. E. , Ragoni S. , Rakotozafindrabe A. , Ramello L. , Rami F. , Ramirez S. A. R. , Rancien T. A. , Raniwala R. , Raniwala S. , Räsänen S. S. , Rath R. , Ravasenga I. , Read K. F. , Redelbach A. R. , Redlich K. , Rehman A. , Reichelt P. , Reidt F. , Reme-ness H. A. , Rescakova Z. , Reygers K. , Riabov A. , Riabov V. , Richert T. , Richter M. , Riegler W. , Riggi F. , Ristea C. , Rodríguez Cahuantzi M. , Røed K. , Rogalev R. , Rogochaya E. , Rogoschinski T. S. , Rohr D. , Röhrich D. , Rojas P. F. , Rojas Torres S. , Rokita P. S. , Ronchetti F. , Rosano A. , Rosas E. D. , Rossi A. , Roy A. , Roy P. , Roy S. , Rubini N. , Rueda O. V. , Ruggiano D. , Rui R. , Rumyantsev B. , Russek P. G. , Russo R. , Rustamov A. , Ryabinkin E. , Ryabov Y. , Rybicki A. , Rytkonen H. , Rzesa W. , Saarimaki O. A. M. , Sadek R. , Sadovsky S. , Saetre J. , Šafařík K. , Saha S. K. , Saha S. , Sahoo B. , Sahoo P. , Sahoo R. , Sahoo S. , Sahu D. , Sahu P. K. , Saini J. , Sakai S. , Salvan M. P. , Sambyal S. , Saramela T. B. , Sarkar D. , Sarkar N. , Sarma P. , Sarti V. M. , Sas M. H. P. , Schambach J. , Scheid H. S. , Schiaua C. , Schicker R. , Schmah A. , Schmidt C. , Schmidt H. R. , Schmidt M. O. , Schmidt M. , Schmidt N. V. , Schmier A. R. , Schotter R. , Schukraft J. , Schwarz K. , Schweda K. , Scioli G. , Scomparin E. , Seger J. E. , Sekiguchi Y. , Sekihata D. , Selyuzhenkov I. , Senyukov S. , Seo J. J. , Serebryakov D. , Šerkšnytė L. , Sevcenco A. , Shaba T. J. , Shabanov A. , Shabetai A. , Shahoyan R. , Shaikh W. , Shangaraev A. , Sharma A. , Sharma D. , Sharma H. , Sharma M. , Sharma N. , Sharma S. , Sharma U. , Shatat A. , Sheibani O. , Shigaki K. , Shimomura M. , Shirinkin S. , Shou Q. , Sibiriak Y. , Siddhanta S. , Siemiarczuk T. , Silva T. F. , Silvermyr D. , Simantathammakul T. , Simonetti G. , Singh B. , Singh R. , Singh R. , Singh R. , Singh V. K. , Singhal V. , Sinha T. , Sitar B. , Sitta M. , Skaali T. B. , Skorodumovs G. , Slupecki M. , Smirnov N. , Snellings R. J. M. , Soncco C. , Song J. , Songmoolnak A. , Soramel F. , Sorensen S. , Sputowska I. , Stachel J. , Stan I. , Steffanic P. J. , Stiefelmaier S. F. , Stocco D. , Storehaug I. , Storetvedt M. M. , Stratmann P. , Strazzi S. , Stylianidis C. P. , Suaide A. A. P. , Suire C. , Sukhanov M. , Suljic M. , Sultanov R. , Sumberia V. , Sumowidagdo S. , Swain S. , Szabo A. , Szarka I. , Tabassam U. , Taghavi S. F. , Taillepied G. , Takahashi J. , Tambave G. J. , Tang S. , Tang Z. , Tapia Takaki J. D. , Tapus N. , Tarzila M. G. , Tauro A. , Tejeda Muñoz G. , Telesca A. , Terlizzi L. , Terrevoli C. , Tersimonov G. , Thakur S. , Thomas D. , Tieulent R. , Tikhonov A. , Timmins A. R. , Tkacik M. , Toia A. , Topilskaya N. , Toppi M. , Torales-Acosta F. , Tork T. , Torres Ramos A. G. , Trifiró A. , Triolo A. S. , Tripathy S. , Tripathy T. , Trogolo S. , Trubnikov V. , Trzaska W. H. , Trzcinski T. P. , Tumkin A. , Turrisi R. , Tveter T. S. , Ullaland K. , Uras A. , Urioni M. , Usai G. L. , Vala M. , Valle N. , Vallero S. , van Doremalen L. V. R. , van Leeuwen M. , Vande Vyvre P. , Varga D. , Varga Z. , Varga-Kofarago M. , Vasileiou M. , Vasiliev A. , Vázquez Doce O. , Vechernin V. , Velure A. , Vercellin E. , Vergara Limón S. , Vermunt L. , Vértesi R. , Verweij M. , Vickovic L. , Vilakazi Z. , Villalobos Baillie O. , Vino G. , Vinogradov A. , Virgili T. , Vislavicius V. , Vodopyanov A. , Volkel B. , Völkl M. A. , Voloshin K. , Voloshin S. A. , Volpe G. , von Haller B. , Vorobyev I. , Vozniuk N. , Vrláková J. , Wagner B. , Wang C. , Wang D. , Weber M. , Weelden R. J. G. V. , Wegrzynek A. , Wenzel S. C. , Wessels J. P. , Weyhmiller S. L. , Wiechula J. , Wikne J. , Wilk G. , Wilkinson J. , Willems G. A. , Windelband B. , Winn M. , Witt W. E. , Wright J. R. , Wu W. , Wu Y. , Xu R. , Yadav A. K. , Yalcin S. , Yamaguchi Y. , Yamakawa K. , Yang S. , Yano S. , Yin Z. , Yoo I.-K. , Yoon J. H. , Yuan S. , Yuncu A. , Zaccolo V. , Zampolli C. , Zanoli H. J. C. , Zanone F. , Zardoshti N. , Zarochentsev A. , Závada P. , Zaviyalov N. , Zhalov M. , Zhang B. , Zhang S. , Zhang X. , Zhang Y. , Zherebchevskii V. , Zhi Y. , Zhigareva N. , Zhou D. , Zhou Y. , Zhu J. , Zhu Y. , Zinovjev G. , Zurlo N. ,   ALICE Collaboration
Published: June 2022

AbstractThe multiplicity dependence of jet production in pp collisions at the centre-of-mass energy of $$\sqrt{s} = 13\ {\mathrm {TeV}}$$

s

=
13

TeV

is studied for the first time. Jets are reconstructed from charged particles using the anti-$$k_\mathrm {T}$$

k
T

algorithm with resolution parameters R varying from 0.2 to 0.7. The jets are measured in the pseudorapidity range $$|\eta _{\mathrm{jet}}|< 0.9-R$$

|

η
jet

|
<
0.9
-
R

and in the transverse momentum range $$5<p_\mathrm {T,jet}^{\mathrm{ch}}<140\ {\mathrm {GeV}}/c$$

5
<

p

T
,
jet

ch

<
140

GeV
/
c

. The multiplicity intervals are categorised by the ALICE forward detector V0. The $$p_{\mathrm T}$$

p
T

differential cross section of charged-particle jets are compared to leading order (LO) and next-to-leading order (NLO) perturbative quantum chromodynamics (pQCD) calculations. It is found that the data are better described by the NLO calculation, although the NLO prediction overestimates the jet cross section below $$20\ {\mathrm {GeV}}/c$$

20

GeV
/
c

. The cross section ratios for different R are also measured and compared to model calculations. These measurements provide insights into the angular dependence of jet fragmentation. The jet yield increases with increasing self-normalised charged-particle multiplicity. This increase shows only a weak dependence on jet transverse momentum and resolution parameter at the highest multiplicity. While such behaviour is qualitatively described by the present version of PYTHIA, quantitative description may require implementing new mechanisms for multi-particle production in hadronic collisions.