Varying the chiral magnetic effect relative to flow in a single nucleus-nucleus collision

被引：52

作者：

Xu, Hao-Jie ^{[1
]}

Zhao, Jie ^{[2
]}

Wang, Xiao-Bao ^{[1
]}

Li, Han-Lin ^{[3
]}

Lin, Zi-Wei ^{[4
,5
,6
]}

Shen, Cai-Wan ^{[1
]}

Wang, Fu-Qiang ^{[1
,2
]}

机构：

[1] Huzhou Univ, Sch Sci, Huzhou 313000, Zhejiang, Peoples R China

[2] Purdue Univ, Dept Phys & Astron, W Lafayette, IN 47907 USA

[3] Wuhan Univ Sci & Technol, Coll Sci, Wuhan 430065, Hubei, Peoples R China

[4] East Carolina Univ, Dept Phys, Greenville, NC 27858 USA

[5] Cent China Normal Univ, Key Lab Quarks & Lepton Phys MOE, Wuhan 430079, Hubei, Peoples R China

[6] Cent China Normal Univ, Inst Particle Phys, Wuhan 430079, Hubei, Peoples R China

来源：

CHINESE PHYSICS C | 2018年 / 42卷 / 08期

基金：

中国国家自然科学基金;

关键词：

heavy ion collision; chiral magnetic effect; charge separation; reaction plane; participant plane; event plane; QUARK-GLUON PLASMA; ANISOTROPIC FLOW; COLLECTIVE FLOW; ENERGY; PERSPECTIVE; EVENT; AUAU;

D O I：

10.1088/1674-1137/42/8/084103

中图分类号：

O57 [原子核物理学、高能物理学];

学科分类号：

070202 ;

摘要：

We propose a novel method to search for the chiral magnetic effect (CME) in heavy ion collisions. We argue that the relative strength of the magnetic field (mainly from spectator protons and responsible for the CME) with respect to the reaction plane and the participant plane is opposite to that of the elliptic flow background arising from the fluctuating participant geometry. This opposite behavior in a single collision system, hence with small systematic uncertainties, can be exploited to extract the possible CME signal from the flow background. The method is applied to existing data from RHIC, and the outcome discussed.

引用

页数：7

共 73 条

[1] Isolation of flow and nonflow correlations by two- and four-particle cumulant measurements of azimuthal harmonics in √sNN=200 GeV Au+Au collisions [J].

Abdelwahab, N. M. ;

Adamczyk, L. ;

Adkins, J. K. ;

Agakishiev, G. ;

Aggarwal, M. M. ;

Ahammed, Z. ;

Alekseev, I. ;

Alford, J. ;

Anson, C. D. ;

Aparin, A. ;

Arkhipkin, D. ;

Aschenauer, E. C. ;

Averichev, G. S. ;

Banerjee, A. ;

Beavis, D. R. ;

Bellwied, R. ;

Bhasin, A. ;

Bhati, A. K. ;

Bhattarai, P. ;

Bielcik, J. ;

Bielcikova, J. ;

Bland, L. C. ;

Bordyuzhin, I. G. ;

Borowski, W. ;

Bouchet, J. ;

Brandin, A. V. ;

Brovko, S. G. ;

Bueltmann, S. ;

Bunzarov, I. ;

Burton, T. P. ;

Butterworth, J. ;

Caines, H. ;

Sanchez, M. Calderon de la Barca ;

Campbell, J. M. ;

Cebra, D. ;

Cendejas, R. ;

Cervantes, M. C. ;

Chaloupka, P. ;

Chang, Z. ;

Chattopadhyay, S. ;

Chen, H. F. ;

Chen, J. H. ;

Chen, L. ;

Cheng, J. ;

Cherney, M. ;

Chikanian, A. ;

Christie, W. ;

Codrington, M. J. M. ;

Contin, G. ;

Cramer, J. G. .

PHYSICS LETTERS B, 2015, 745 :40-47

[2] Directed Flow of Charged Particles at Midrapidity Relative to the Spectator Plane in Pb-Pb Collisions at √sNN=2.76TeV [J].

Abelev, B. ;

Adam, J. ;

Adamova, D. ;

Adare, A. M. ;

Aggarwal, M. M. ;

Rinella, G. Aglieri ;

Agnello, M. ;

Agocs, A. G. ;

Agostinelli, A. ;

Ahammed, Z. ;

Ahmad, N. ;

Masoodi, A. Ahmad ;

Ahmed, I. ;

Ahn, S. A. ;

Ahn, S. U. ;

Aimo, I. ;

Ajaz, M. ;

Akindinov, A. ;

Aleksandrov, D. ;

Alessandro, B. ;

Alexandre, D. ;

Alici, A. ;

Alkin, A. ;

Alme, J. ;

Alt, T. ;

Altini, V. ;

Altinpinar, S. ;

Altsybeev, I. ;

Andrei, C. ;

Andronic, A. ;

Anguelov, V. ;

Anielski, J. ;

Anson, C. ;

Anticic, T. ;

Antinori, F. ;

Antonioli, P. ;

Aphecetche, L. ;

Appelshaeuser, H. ;

Arbor, N. ;

Arcelli, S. ;

Arend, A. ;

Armesto, N. ;

Arnaldi, R. ;

Aronsson, T. ;

Arsene, I. C. ;

Arslandok, M. ;

Asryan, A. ;

Augustinus, A. ;

Averbeck, R. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 111 (23)

[3] Charge separation relative to the reaction plane in Pb-Pb collisions at √sNN=2.76 TeV [J].

Abelev, B. ;

Adam, J. ;

Adamova, D. ;

Adare, A. M. ;

Aggarwal, M. M. ;

Rinella, G. Aglieri ;

Agocs, A. G. ;

Agostinelli, A. ;

Salazar, S. Aguilar ;

Ahammed, Z. ;

Ahmad, N. ;

Masoodi, A. Ahmad ;

Ahn, S. A. ;

Ahn, S. U. ;

Akindinov, A. ;

Aleksandrov, D. ;

Alessandro, B. ;

Molina, R. Alfaro ;

Alici, A. ;

Alkin, A. ;

Almaraz Avina, E. ;

Alme, J. ;

Alt, T. ;

Altini, V. ;

Altinpinar, S. ;

Altsybeev, I. ;

Andrei, C. ;

Andronic, A. ;

Anguelov, V. ;

Anielski, J. ;

Anson, C. ;

Anticic, T. ;

Antinori, F. ;

Antonioli, P. ;

Aphecetche, L. ;

Appelshaeuser, H. ;

Arbor, N. ;

Arcelli, S. ;

Arend, A. ;

Armesto, N. ;

Arnaldi, R. ;

Aronsson, T. ;

Arsene, I. C. ;

Arslandok, M. ;

Asryan, A. ;

Augustinus, A. ;

Averbeck, R. ;

Awes, T. C. ;

Aysto, J. ;

Azmi, M. D. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 110 (01)

[4] Observation of charge-dependent azimuthal correlations and possible local strong parity violation in heavy-ion collisions [J].

Abelev, B. I. ;

Aggarwal, M. M. ;

Ahammed, Z. ;

Alakhverdyants, A. V. ;

Anderson, B. D. ;

Arkhipkin, D. ;

Averichev, G. S. ;

Balewski, J. ;

Barannikova, O. ;

Barnby, L. S. ;

Baumgart, S. ;

Beavis, D. R. ;

Bellwied, R. ;

Benedosso, F. ;

Betancourt, M. J. ;

Betts, R. R. ;

Bhasin, A. ;

Bhati, A. K. ;

Bichsel, H. ;

Bielcik, J. ;

Bielcikova, J. ;

Biritz, B. ;

Bland, L. C. ;

Bnzarov, I. ;

Bonner, B. E. ;

Bouchet, J. ;

Braidot, E. ;

Brandin, A. V. ;

Bridgeman, A. ;

Bruna, E. ;

Bueltmann, S. ;

Burton, T. P. ;

Cai, X. Z. ;

Caines, H. ;

Sanchez, M. Calderon de la Barca ;

Catu, O. ;

Cebra, D. ;

Cendejas, R. ;

Cervantes, M. C. ;

Chajecki, Z. ;

Chaloupka, P. ;

Chattopadhyay, S. ;

Chen, H. F. ;

Chen, J. H. ;

Chen, J. Y. ;

Cheng, J. ;

Cherney, M. ;

Chikanian, A. ;

Choi, K. E. ;

Christie, W. .

PHYSICAL REVIEW C, 2010, 81 (05)

[5] Azimuthal Charged-Particle Correlations and Possible Local Strong Parity Violation [J].

Abelev, B. I. ;

Aggarwal, M. M. ;

Ahammed, Z. ;

Alakhverdyants, A. V. ;

Anderson, B. D. ;

Arkhipkin, D. ;

Averichev, G. S. ;

Balewski, J. ;

Barannikova, O. ;

Barnby, L. S. ;

Baumgart, S. ;

Beavis, D. R. ;

Bellwied, R. ;

Benedosso, F. ;

Betancourt, M. J. ;

Betts, R. R. ;

Bhasin, A. ;

Bhati, A. K. ;

Bichsel, H. ;

Bielcik, J. ;

Bielcikova, J. ;

Biritz, B. ;

Bland, L. C. ;

Bnzarov, I. ;

Bonner, B. E. ;

Bouchet, J. ;

Braidot, E. ;

Brandin, A. V. ;

Bridgeman, A. ;

Bruna, E. ;

Bueltmann, S. ;

Burton, T. P. ;

Cai, X. Z. ;

Caines, H. ;

Sanchez, M. Calderon de la Barca ;

Catu, O. ;

Cebra, D. ;

Cendejas, R. ;

Cervantes, M. C. ;

Chajecki, Z. ;

Chaloupka, P. ;

Chattopadhyay, S. ;

Chen, H. F. ;

Chen, J. H. ;

Chen, J. Y. ;

Cheng, J. ;

Cherney, M. ;

Chikanian, A. ;

Choi, K. E. ;

Christie, W. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 103 (25)

[6] Systematic measurements of identified particle spectra in pp, d plus Au, and Au plus Au collisions at the STAR detector [J].

Abelev, B. I. ;

Aggarwal, M. M. ;

Ahammed, Z. ;

Anderson, B. D. ;

Arkhipkin, D. ;

Averichev, G. S. ;

Bai, Y. ;

Balewski, J. ;

Barannikova, O. ;

Barnby, L. S. ;

Baudot, J. ;

Baumgart, S. ;

Beavis, D. R. ;

Bellwied, R. ;

Benedosso, F. ;

Betts, R. R. ;

Bhardwaj, S. ;

Bhasin, A. ;

Bhati, A. K. ;

Bichsel, H. ;

Bielcik, J. ;

Bielcikova, J. ;

Biritz, B. ;

Bland, L. C. ;

Bombara, M. ;

Bonner, B. E. ;

Botje, M. ;

Bouchet, J. ;

Braidot, E. ;

Brandin, A. V. ;

Bruna, E. ;

Bueltmann, S. ;

Burton, T. P. ;

Bystersky, M. ;

Cai, X. Z. ;

Caines, H. ;

Sanchez, M. Calderson de la Barca ;

Callner, J. ;

Catu, O. ;

Cebra, D. ;

Cendejas, R. ;

Cervantes, M. C. ;

Chajecki, Z. ;

Chaloupka, P. ;

Chattopadhyay, S. ;

Chen, H. F. ;

Chen, J. H. ;

Chen, J. Y. ;

Cheng, J. ;

Cherney, M. .

PHYSICAL REVIEW C, 2009, 79 (03)

[7]

Acharya S., 2017, ARXIV170904723NUCLEX

[8] Charge-Dependent Directed Flow in Cu plus Au Collisions at √SNN=200 GeV [J].

Adamczyk, L. ;

Adkins, J. K. ;

Agakishiev, G. ;

Aggarwal, M. M. ;

Ahammed, Z. ;

Alekseev, I. ;

Anderson, D. M. ;

Aoyama, R. ;

Aparin, A. ;

Arkhipkin, D. ;

Aschenauer, E. C. ;

Ashraf, M. U. ;

Attri, A. ;

Averichev, G. S. ;

Bai, X. ;

Bairathi, V. ;

Bellwied, R. ;

Bhasin, A. ;

Bhati, A. K. ;

Bhattarai, P. ;

Bielcik, J. ;

Bielcikova, J. ;

Bland, L. C. ;

Bordyuzhin, I. G. ;

Bouchet, J. ;

Brandenburg, J. D. ;

Brandin, A. V. ;

Bunzarov, I. ;

Butterworth, J. ;

Caines, H. ;

de la Barca Sanchez, M. Calderon ;

Campbell, J. M. ;

Cebra, D. ;

Chakaberia, I. ;

Chaloupka, P. ;

Chang, Z. ;

Chatterjee, A. ;

Chattopadhyay, S. ;

Chen, X. ;

Chen, J. H. ;

Cheng, J. ;

Cherney, M. ;

Christie, W. ;

Contin, G. ;

Crawford, H. J. ;

Das, S. ;

De Silva, L. C. ;

Debbe, R. R. ;

Dedovich, T. G. ;

Deng, J. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 118 (01)

[9] Beam-Energy Dependence of Charge Separation along the Magnetic Field in Au plus Au Collisions at RHIC [J].

Adamczyk, L. ;

Adkins, J. K. ;

Agakishiev, G. ;

Aggarwal, M. M. ;

Ahammed, Z. ;

Alekseev, I. ;

Alford, J. ;

Anson, C. D. ;

Aparin, A. ;

Arkhipkin, D. ;

Aschenauer, E. C. ;

Averichev, G. S. ;

Banerjee, A. ;

Beavis, D. R. ;

Bellwied, R. ;

Bhasin, A. ;

Bhati, A. K. ;

Bhattarai, P. ;

Bichsel, H. ;

Bielcik, J. ;

Bielcikova, J. ;

Bland, L. C. ;

Bordyuzhin, I. G. ;

Borowski, W. ;

Bouchet, J. ;

Brandin, A. V. ;

Brovko, S. G. ;

Bueltmann, S. ;

Bunzarov, I. ;

Burton, T. P. ;

Butterworth, J. ;

Caines, H. ;

Sanchez, M. Calderon de la Barca ;

Cebra, D. ;

Cendejas, R. ;

Cervantes, M. C. ;

Chaloupka, P. ;

Chang, Z. ;

Chattopadhyay, S. ;

Chen, H. F. ;

Chen, J. H. ;

Chen, L. ;

Cheng, J. ;

Cherney, M. ;

Chikanian, A. ;

Christie, W. ;

Chwastowski, J. ;

Codrington, M. J. M. ;

Contin, G. ;

Cramer, J. G. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 113 (05)

[10] Measurement of charge multiplicity asymmetry correlations in high-energy nucleus-nucleus collisions at √SNN=200 GeV [J].

Adamczyk, L. ;

Adkins, J. K. ;

Agakishiev, G. ;

Aggarwal, M. M. ;

Ahammed, Z. ;

Alakhverdyants, A. V. ;

Alekseev, I. ;

Alford, J. ;

Anson, C. D. ;

Arkhipkin, D. ;

Aschenauer, E. ;

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Balewski, J. ;

Banerjee, A. ;

Barnovska, Z. ;

Beavis, D. R. ;

Bellwied, R. ;

Betancourt, M. J. ;

Betts, R. R. ;

Bhasin, A. ;

Bhati, A. K. ;

Bichsel, H. ;

Bielcik, J. ;

Bielcikova, J. ;

Bland, L. C. ;

Bordyuzhin, I. G. ;

Borowski, W. ;

Bouchet, J. ;

Brandin, A. V. ;

Brovko, S. G. ;

Bruna, E. ;

Bueltmann, S. ;

Bunzarov, I. ;

Burton, T. P. ;

Butterworth, J. ;

Cai, X. Z. ;

Caines, H. ;

de la Barca Sanchez, M. Calderon ;

Cebra, D. ;

Cendejas, R. ;

Cervantes, M. C. ;

Chaloupka, P. ;

Chang, Z. ;

Chattopadhyay, S. ;

Chen, H. F. ;

Chen, J. H. ;

Chen, J. Y. ;

Chen, L. ;

Cheng, J. ;

Cherney, M. .

PHYSICAL REVIEW C, 2014, 89 (04)

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共 73 条

[1] Isolation of flow and nonflow correlations by two- and four-particle cumulant measurements of azimuthal harmonics in √sNN=200 GeV Au+Au collisions [J].

Abdelwahab, N. M. ;

Adamczyk, L. ;

Adkins, J. K. ;

Agakishiev, G. ;

Aggarwal, M. M. ;

Ahammed, Z. ;

Alekseev, I. ;

Alford, J. ;

Anson, C. D. ;

Aparin, A. ;

Arkhipkin, D. ;

Aschenauer, E. C. ;

Averichev, G. S. ;

Banerjee, A. ;

Beavis, D. R. ;

Bellwied, R. ;

Bhasin, A. ;

Bhati, A. K. ;

Bhattarai, P. ;

Bielcik, J. ;

Bielcikova, J. ;

Bland, L. C. ;

Bordyuzhin, I. G. ;

Borowski, W. ;

Bouchet, J. ;

Brandin, A. V. ;

Brovko, S. G. ;

Bueltmann, S. ;

Bunzarov, I. ;

Burton, T. P. ;

Butterworth, J. ;

Caines, H. ;

Sanchez, M. Calderon de la Barca ;

Campbell, J. M. ;

Cebra, D. ;

Cendejas, R. ;

Cervantes, M. C. ;

Chaloupka, P. ;

Chang, Z. ;

Chattopadhyay, S. ;

Chen, H. F. ;

Chen, J. H. ;

Chen, L. ;

Cheng, J. ;

Cherney, M. ;

Chikanian, A. ;

Christie, W. ;

Codrington, M. J. M. ;

Contin, G. ;

Cramer, J. G. .

PHYSICS LETTERS B, 2015, 745 :40-47

[2] Directed Flow of Charged Particles at Midrapidity Relative to the Spectator Plane in Pb-Pb Collisions at √sNN=2.76TeV [J].

Abelev, B. ;

Adam, J. ;

Adamova, D. ;

Adare, A. M. ;

Aggarwal, M. M. ;

Rinella, G. Aglieri ;

Agnello, M. ;

Agocs, A. G. ;

Agostinelli, A. ;

Ahammed, Z. ;

Ahmad, N. ;

Masoodi, A. Ahmad ;

Ahmed, I. ;

Ahn, S. A. ;

Ahn, S. U. ;

Aimo, I. ;

Ajaz, M. ;

Akindinov, A. ;

Aleksandrov, D. ;

Alessandro, B. ;

Alexandre, D. ;

Alici, A. ;

Alkin, A. ;

Alme, J. ;

Alt, T. ;

Altini, V. ;

Altinpinar, S. ;

Altsybeev, I. ;

Andrei, C. ;

Andronic, A. ;

Anguelov, V. ;

Anielski, J. ;

Anson, C. ;

Anticic, T. ;

Antinori, F. ;

Antonioli, P. ;

Aphecetche, L. ;

Appelshaeuser, H. ;

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Arcelli, S. ;

Arend, A. ;

Armesto, N. ;

Arnaldi, R. ;

Aronsson, T. ;

Arsene, I. C. ;

Arslandok, M. ;

Asryan, A. ;

Augustinus, A. ;

Averbeck, R. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 111 (23)

[3] Charge separation relative to the reaction plane in Pb-Pb collisions at √sNN=2.76 TeV [J].

Abelev, B. ;

Adam, J. ;

Adamova, D. ;

Adare, A. M. ;

Aggarwal, M. M. ;

Rinella, G. Aglieri ;

Agocs, A. G. ;

Agostinelli, A. ;

Salazar, S. Aguilar ;

Ahammed, Z. ;

Ahmad, N. ;

Masoodi, A. Ahmad ;

Ahn, S. A. ;

Ahn, S. U. ;

Akindinov, A. ;

Aleksandrov, D. ;

Alessandro, B. ;

Molina, R. Alfaro ;

Alici, A. ;

Alkin, A. ;

Almaraz Avina, E. ;

Alme, J. ;

Alt, T. ;

Altini, V. ;

Altinpinar, S. ;

Altsybeev, I. ;

Andrei, C. ;

Andronic, A. ;

Anguelov, V. ;

Anielski, J. ;

Anson, C. ;

Anticic, T. ;

Antinori, F. ;

Antonioli, P. ;

Aphecetche, L. ;

Appelshaeuser, H. ;

Arbor, N. ;

Arcelli, S. ;

Arend, A. ;

Armesto, N. ;

Arnaldi, R. ;

Aronsson, T. ;

Arsene, I. C. ;

Arslandok, M. ;

Asryan, A. ;

Augustinus, A. ;

Averbeck, R. ;

Awes, T. C. ;

Aysto, J. ;

Azmi, M. D. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 110 (01)

[4] Observation of charge-dependent azimuthal correlations and possible local strong parity violation in heavy-ion collisions [J].

Abelev, B. I. ;

Aggarwal, M. M. ;

Ahammed, Z. ;

Alakhverdyants, A. V. ;

Anderson, B. D. ;

Arkhipkin, D. ;

Averichev, G. S. ;

Balewski, J. ;

Barannikova, O. ;

Barnby, L. S. ;

Baumgart, S. ;

Beavis, D. R. ;

Bellwied, R. ;

Benedosso, F. ;

Betancourt, M. J. ;

Betts, R. R. ;

Bhasin, A. ;

Bhati, A. K. ;

Bichsel, H. ;

Bielcik, J. ;

Bielcikova, J. ;

Biritz, B. ;

Bland, L. C. ;

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Brandin, A. V. ;

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Catu, O. ;

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Chajecki, Z. ;

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Chen, H. F. ;

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Cheng, J. ;

Cherney, M. ;

Chikanian, A. ;

Choi, K. E. ;

Christie, W. .

PHYSICAL REVIEW C, 2010, 81 (05)

[5] Azimuthal Charged-Particle Correlations and Possible Local Strong Parity Violation [J].

Abelev, B. I. ;

Aggarwal, M. M. ;

Ahammed, Z. ;

Alakhverdyants, A. V. ;

Anderson, B. D. ;

Arkhipkin, D. ;

Averichev, G. S. ;

Balewski, J. ;

Barannikova, O. ;

Barnby, L. S. ;

Baumgart, S. ;

Beavis, D. R. ;

Bellwied, R. ;

Benedosso, F. ;

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Bhasin, A. ;

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Chen, J. Y. ;

Cheng, J. ;

Cherney, M. ;

Chikanian, A. ;

Choi, K. E. ;

Christie, W. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 103 (25)

[6] Systematic measurements of identified particle spectra in pp, d plus Au, and Au plus Au collisions at the STAR detector [J].

Abelev, B. I. ;

Aggarwal, M. M. ;

Ahammed, Z. ;

Anderson, B. D. ;

Arkhipkin, D. ;

Averichev, G. S. ;

Bai, Y. ;

Balewski, J. ;

Barannikova, O. ;

Barnby, L. S. ;

Baudot, J. ;

Baumgart, S. ;

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Biritz, B. ;

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Bueltmann, S. ;

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Chattopadhyay, S. ;

Chen, H. F. ;

Chen, J. H. ;

Chen, J. Y. ;

Cheng, J. ;

Cherney, M. .

PHYSICAL REVIEW C, 2009, 79 (03)

[7]

Acharya S., 2017, ARXIV170904723NUCLEX

[8] Charge-Dependent Directed Flow in Cu plus Au Collisions at √SNN=200 GeV [J].

Adamczyk, L. ;

Adkins, J. K. ;

Agakishiev, G. ;

Aggarwal, M. M. ;

Ahammed, Z. ;

Alekseev, I. ;

Anderson, D. M. ;

Aoyama, R. ;

Aparin, A. ;

Arkhipkin, D. ;

Aschenauer, E. C. ;

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