Proton, deuteron and triton flow measurements in Au+Au collisions at $$\sqrt{s_{_{{\text {NN}}}}}= 2.4$$ GeV

Abstract

Abstract High-precision measurements of flow coefficients $$v_{n}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mi>n</mml:mi> </mml:msub> </mml:math> ( $$n = 1 - 4$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>n</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> ) for protons, deuterons and tritons relative to the first-order spectator plane have been performed in Au+Au collisions at $$\sqrt{s_{_{{\text {NN}}}}}= 2.4$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msqrt> <mml:msub> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:msub> <mml:mrow/> <mml:mtext>NN</mml:mtext> </mml:msub> </mml:msub> </mml:msqrt> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>2.4</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> GeV with the High-Acceptance Di-Electron Spectrometer (HADES) at the SIS18/GSI. Flow coefficients are studied as a function of transverse momentum $$p_{{\text {t}}}$$ <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> and rapidity $$y_{{\text {cm}}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mtext>cm</mml:mtext> </mml:msub> </mml:math> over a large region of phase-space and for several classes of collision centrality. A clear mass hierarchy, as expected by relativistic hydrodynamics, is found for the slope of $$v_{1}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> , $$d v_{1}/d y^{\prime }|_{y^{\prime } = 0}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>d</mml:mi> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>d</mml:mi> <mml:msup> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo>′</mml:mo> </mml:msup> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mo>|</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo>′</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> where $$y^{\prime }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>y</mml:mi> <mml:mo>′</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> is the scaled rapidity, and for $$v_{2}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> at mid-rapidity. Scaling with the number of nucleons is observed for the $$p_{{\text {t}}}$$ <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> dependence of $$v_{2}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> and $$v_{4}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> at mid-rapidity, which is indicative for nuclear coalescence as the main process responsible for light nuclei formation. $$v_{2}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> is found to scale with the initial eccentricity $$\langle \epsilon _{2} \rangle $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>⟨</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>ϵ</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>⟩</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> , while $$v_{4}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> scales with $$\langle \epsilon _{2} \rangle ^{2}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mo>⟨</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>ϵ</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>⟩</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msup> </mml:math> and $$\langle \epsilon _{4} \rangle $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>⟨</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>ϵ</mml:mi> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>⟩</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> . The multi-differential high-precision data on $$v_{1}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> , $$v_{2}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> , $$v_{3}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>v</mml:mi> <mml:mn>3</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> , and $$v_{4}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">