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. 2025 Oct 3;135(14):142301.
doi: 10.1103/9l69-2d7p.

Precision Measurement of Net-Proton-Number Fluctuations in Au+Au Collisions at RHIC

B E Aboona  1 , J Adam  2 , L Adamczyk  3 , I Aggarwal  4 , M M Aggarwal  4 , Z Ahammed  5 , A K Alshammri  6 , E C Aschenauer  7 , S Aslam  8 , J Atchison  9 , V Bairathi  10 , X Bao  11 , K Barish  12 , S Behera  13 , R Bellwied  14 , P Bhagat  15 , A Bhasin  15 , S Bhatta  16 , S R Bhosale  3 , J Bielcik  2 , J Bielcikova  17 , J D Brandenburg  18 , C Broodo  14 , X Z Cai  19 , H Caines  20 , M Calderón de la Barca Sánchez  21 , D Cebra  21 , J Ceska  2 , I Chakaberia  22 , P Chaloupka  2 , B K Chan  23 , Z Chang  24 , A Chatterjee  25 , D Chen  12 , J Chen  11 , J H Chen  8 , Q Chen  26 , Z Chen  11 , J Cheng  27 , Y Cheng  23 , W Christie  7 , X Chu  7 , S Corey  18 , H J Crawford  28 , M Csanád  29 , G Dale-Gau  30 , A Das  2 , I M Deppner  31 , A Deshpande  16 , A Dhamija  4 , A Dimri  16 , P Dixit  32 , X Dong  22 , J L Drachenberg  9 , E Duckworth  6 , J C Dunlop  7 , J Engelage  28 , G Eppley  33 , S Esumi  34 , O Evdokimov  30 , O Eyser  7 , R Fatemi  35 , S Fazio  36 , Y Feng  37 , E Finch  38 , Y Fisyak  7 , F A Flor  20 , C Fu  39 , T Fu  11 , C A Gagliardi  1 , T Galatyuk  40 , T Gao  11 , F Geurts  33 , N Ghimire  41 , A Gibson  42 , K Gopal  13 , X Gou  11 , D Grosnick  42 , A Gu  43 , A Gupta  15 , W Guryn  7 , A Hamed  44 , R J Hamilton  20 , X Han  18 , S Harabasz  40 , M D Harasty  21 , J W Harris  20 , H Harrison-Smith  35 , L B Havener  20 , X H He  39 , Y He  11 , N Herrmann  31 , L Holub  2 , C Hu  45 , Q Hu  39 , Y Hu  22 , H Huang  46   47 , H Z Huang  23 , S L Huang  16 , T Huang  30 , Y Huang  29 , Y Huang  48 , T J Humanic  18 , M Isshiki  34 , W W Jacobs  24 , A Jalotra  15 , C Jena  13 , A Jentsch  7 , Y Ji  22 , J Jia  7   16 , C Jin  33 , N Jindal  18 , X Ju  49 , E G Judd  28 , S Kabana  10 , D Kalinkin  35 , K Kang  27 , D Kapukchyan  12 , K Kauder  7 , D Keane  6 , M Kesler  6 , A Khanal  50 , Y V Khyzhniak  18 , D P Kikoła  51 , J Kim  7 , D Kincses  29 , I Kisel  52 , A Kiselev  7 , A G Knospe  53 , J Kołaś  51 , B Korodi  18 , L K Kosarzewski  18 , L Kumar  4 , M C Labonte  21 , R Lacey  16 , J M Landgraf  7 , C Larson  35 , J Lauret  7 , A Lebedev  7 , J H Lee  7 , Y H Leung  31 , C Li  48 , D Li  49 , H-S Li  37 , H Li  54 , H Li  26 , W Li  33 , X Li  49 , X Li  49 , Y Li  27 , Z Li  55 , Z Li  49 , X Liang  12 , Y Liang  6 , R Licenik  2   17 , T Lin  11 , Y Lin  26 , M A Lisa  18 , C Liu  39 , G Liu  55 , H Liu  43 , L Liu  48 , Z Liu  48 , T Ljubicic  33 , O Lomicky  2 , R S Longacre  7 , E M Loyd  12 , T Lu  39 , J Luo  49 , X F Luo  48 , L Ma  8 , R Ma  7 , Y G Ma  8 , N Magdy  56 , D Mallick  48 , R Manikandhan  14 , S Margetis  6 , C Markert  57 , O Matonoha  2 , O Mezhanska  2 , K Mi  48 , S Mioduszewski  1 , B Mohanty  58 , B Mondal  58 , M M Mondal  58 , I Mooney  20 , J Mrazkova  2   17 , M I Nagy  29 , C J Naim  16 , A S Nain  4 , J D Nam  41 , M Nasim  32 , H Nasrulloh  49 , D Neff  23 , J M Nelson  28 , M Nie  11 , G Nigmatkulov  30 , T Niida  34 , T Nonaka  34 , G Odyniec  22 , A Ogawa  7 , S Oh  59 , K Okubo  34 , B S Page  7 , S Pal  2 , A Pandav  22 , A Panday  32 , A K Pandey  39 , T Pani  60 , A Paul  12 , S Paul  16 , D Pawlowska  51 , C Perkins  28 , J Pluta  51 , B R Pokhrel  41 , I D Ponce Pinto  20 , M Posik  41 , E Pottebaum  20 , S Prodhan  13 , T L Protzman  53 , A Prozorov  2 , V Prozorova  2 , N K Pruthi  4 , M Przybycien  3 , J Putschke  50 , Z Qin  27 , H Qiu  39 , C Racz  12 , S K Radhakrishnan  6 , A Rana  4 , R L Ray  57 , R Reed  53 , C W Robertson  37 , M Robotkova  2   17 , M A Rosales Aguilar  35 , D Roy  60 , P Roy Chowdhury  51 , L Ruan  7 , A K Sahoo  32 , N R Sahoo  13 , H Sako  34 , S Salur  60 , S S Sambyal  15 , J K Sandhu  53 , S Sato  34 , B C Schaefer  53 , N Schmitz  61 , F-J Seck  40 , J Seger  62 , R Seto  12 , P Seyboth  61 , N Shah  63 , P V Shanmuganathan  7 , T Shao  8 , M Sharma  15 , N Sharma  32 , R Sharma  13 , S R Sharma  13 , A I Sheikh  6 , D Shen  11 , D Y Shen  39 , K Shen  49 , S Shi  48 , Y Shi  11 , F Si  49 , J Singh  10 , S Singha  39 , P Sinha  13 , M J Skoby  64   37 , N Smirnov  20 , Y Söhngen  31 , Y Song  20 , T D S Stanislaus  42 , M Stefaniak  18 , Y Su  49 , M Sumbera  17 , X Sun  39 , Y Sun  49 , B Surrow  41 , M Svoboda  2   17 , Z W Sweger  21 , A C Tamis  20 , A H Tang  7 , Z Tang  49 , T Tarnowsky  65 , J H Thomas  22 , A R Timmins  14 , D Tlusty  62 , T Todoroki  34 , D Torres Valladares  33 , S Trentalange  23 , P Tribedy  7 , S K Tripathy  51 , T Truhlar  2 , B A Trzeciak  2 , O D Tsai  7   23 , C Y Tsang  7   6 , Z Tu  7 , J Tyler  1 , T Ullrich  7 , D G Underwood  66   42 , G Van Buren  7 , J Vanek  7 , I Vassiliev  52 , F Videbæk  7 , S A Voloshin  50 , F Wang  37 , G Wang  23 , J S Wang  43 , J Wang  11 , K Wang  49 , X Wang  11 , Y Wang  49 , Y Wang  48 , Y Wang  27 , Z Wang  11 , A J Watroba  3 , J C Webb  7 , P C Weidenkaff  31 , G D Westfall  65 , D Wielanek  51 , H Wieman  22 , G Wilks  30 , S W Wissink  24 , R Witt  67 , C P Wong  7 , J Wu  48 , J Wu  45 , X Wu  23 , Wu X  49 , B Xi  8 , Z G Xiao  27 , G Xie  45 , W Xie  37 , H Xu  43 , N Xu  48 , Q H Xu  11 , Y Xu  11 , Y Xu  48 , Z Xu  6 , Z Xu  66 , G Yan  11 , Z Yan  16 , C Yang  11 , Q Yang  11 , S Yang  55 , Y Yang  46   47 , Z Ye  55 , Z Ye  22 , L Yi  11 , Y Yu  11 , H Zbroszczyk  51 , W Zha  49 , C Zhang  8 , D Zhang  55 , J Zhang  11 , S Zhang  68 , W Zhang  55 , X Zhang  39 , Y Zhang  39 , Y Zhang  49 , Y Zhang  11 , Y Zhang  26 , Z Zhang  7 , Z Zhang  30 , F Zhao  69 , J Zhao  8 , M Zhao  7 , S Zhou  48 , Y Zhou  48 , X Zhu  27 , M Zurek  66   7 , M Zyzak  52 ; STAR Collaboration
Affiliations

Precision Measurement of Net-Proton-Number Fluctuations in Au+Au Collisions at RHIC

B E Aboona et al. Phys Rev Lett. .

Abstract

We report precision measurements on cumulants (C_{n}) and factorial cumulants (κ_{n}) of (net) proton number distributions up to fourth order in Au+Au collisions over center-of-mass energies sqrt[s_{NN}]=7.7-27 GeV from phase II of the Beam Energy Scan program at RHIC. (Anti)protons are selected at midrapidity (|y|<0.5) within a transverse momentum range of 0.4<p_{T}<2.0 GeV/c. Relative to various noncritical-point model calculations and peripheral collision 70%-80% data, the net proton C_{4}/C_{2} measurement in 0%-5% collisions shows a minimum around 19.6 GeV for significance of deviation at ∼2-5σ. A minimum in C_{4}/C_{2} with respect to a noncritical baseline is expected to be a characteristic feature of the signature associated with a critical point in the QCD phase diagram. In addition, deviations from noncritical baselines around the same collision energy region are also seen in proton factorial cumulant ratios, especially in κ_{2}/κ_{1} and κ_{3}/κ_{1}. Dynamical model calculations including a critical point are called for in order to understand these precision measurements.

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