Measurement of isolated prompt photon production in pp and p–Pb collisions at the LHC
Resumen
This paper presents the measurement of the isolated prompt photon inclusive production cross section in pp and p–Pb collisions by the ALICE Collaboration at the LHC. The measurement is performed in p–Pb collisions at centre-of-mass energies per nucleon pair of $$\sqrt{s_{\text {NN}}}={5.02}\,\textrm{TeV}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msqrt> <mml:msub> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mtext>NN</mml:mtext> </mml:msub> </mml:msqrt> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mn>5.02</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mspace/> <mml:mtext>TeV</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> and 8.16 TeV, as well as in pp collisions at $$\sqrt{s}={5.02}\,\textrm{TeV}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msqrt> <mml:mi>s</mml:mi> </mml:msqrt> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mn>5.02</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mspace/> <mml:mtext>TeV</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> and 8 TeV. The cross section is obtained at midrapidity $$(|y|<0.7)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mn>0.7</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> using a charged-track based isolation momentum $$p_\textrm{T}^{\text {iso,~ch}}<{1.5}\,\textrm{GeV}/c$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>p</mml:mi> <mml:mtext>T</mml:mtext> <mml:mrow> <mml:mtext>iso, ch</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:msubsup> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mn>1.5</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mspace/> <mml:mtext>GeV</mml:mtext> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> in a cone with radius $$R=0.4$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>R</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0.4</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> . The data for both collision systems are well reproduced by perturbative QCD (pQCD) calculations at next-to-leading order (NLO) using recent parton distribution functions for free (PDF) and bound (nPDF) nucleons. Furthermore, the nuclear modification factor $$R_{\text {pA}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>R</mml:mi> <mml:mtext>pA</mml:mtext> </mml:msub> </mml:math> for both collision energies is consistent with unity for $$p_{\textrm{T}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>p</mml:mi> <mml:mtext>T</mml:mtext> </mml:msub> </mml:math> $$>{20}\,\textrm{GeV}/c$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>></mml:mo> <mml:mn>20</mml:mn> <mml:mspace/> <mml:mtext>GeV</mml:mtext> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> . However, deviations from unity ( $$R_\textrm{pA}<1$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>R</mml:mi> <mml:mtext>pA</mml:mtext> </mml:msub> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> ) of up to 20% are observed for $$p_{\textrm{T}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>p</mml:mi> <mml:mtext>T</mml:mtext> </mml:msub> </mml:math> $$<{20}\,\textrm{GeV}/c$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo><</mml:mo> <mml:mn>20</mml:mn> <mml:mspace/> <mml:mtext>GeV</mml:mtext> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> with limited significance, indicating the possible presence of nuclear effects in the initial state of the collision. The suppression increases with decreasing $$p_{\textrm{T}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>p</mml:mi> <mml:mtext>T</mml:mtext> </mml:msub> </mml:math> with a s