Net-Proton Number Cumulants in Strongly and Weakly Coupled QGP
Abstract: We provide a description of the QCD phase diagram across different energy regimes. Without any adjustable free parameters fitted to lattice or experimental data, we demonstrate that the net-proton number cumulant ratios from the Beam Energy Scan-I (BES-I) central () Au+Au collision experiments at RHIC, for center-of-mass energies , are well described by the AdS black hole model, indicating the formation of a strongly coupled quark-gluon plasma (sQGP) dominated by gluons in the large limit. We identify a critical point at or in this model, where net-proton cumulant ratios show non-monotonic variation. However, for $\sqrt{s} < 39\,\text{GeV}$, the recent BES-II data does not exhibit the expected variation due to the critical point, suggesting instead a transition to a nearly-cold () weakly coupled QGP (wQGP), for $\sqrt{s} < 7.7\,\text{GeV}$, dominated by valence quarks. This prediction can be tested by the upcoming STAR Fixed-Target experimental data.
- M. Gyulassy and L. McLerran, Nucl. Phys. A 750, 30 (2005), arXiv:nucl-th/0405013 .
- P. Braun-Munzinger and J. Stachel, Nature 448, 302 (2007).
- B. V. Jacak and B. Muller, Science 337, 310 (2012).
- N. Itoh, Prog. Theor. Phys. 44, 291 (1970).
- J. C. Collins and M. Perry, Phys. Rev. Lett. 34, 1353 (1975).
- N. Cabibbo and G. Parisi, Phys. Lett. B 59, 67 (1975).
- G. Chapline and M. Nauenberg, Phys. Rev. D 16, 450 (1977).
- E. V. Shuryak, Phys. Lett. B 78, 150 (1978).
- U. W. Heinz and M. Jacob,  (2000), arXiv:nucl-th/0002042 .
- J. e. a. Adams, Nucl. Phys. A 757, 102 (2005), arXiv:nucl-ex/0501009 .
- I. e. a. Arsene, Nucl. Phys. A 757, 1 (2005), arXiv:nucl-ex/0410020 .
- K. e. a. Adcox, Nucl. Phys. A 757, 184 (2005), arXiv:nucl-ex/0410003 .
- B. e. a. Back, Nucl. Phys. A 757, 28 (2005), arXiv:nucl-ex/0410022 .
- J. Schukraft, Phys. Scripta T 158, 014003 (2013), arXiv:1311.1429 .
- E. V. Shuryak and I. Zahed, Phys. Rev. C 70, 021901 (2004), arXiv:hep-ph/0307267 .
- E. Shuryak, Rev. Mod. Phys. 89, 035001 (2017), arXiv:1412.8393 [hep-ph] .
- K. Fukushima and T. Hatsuda, Rept. Prog. Phys. 74, 014001 (2011).
- P. Braun-Munzinger and J. Wambach, Rev. Mod. Phys. 81, 1031 (2009).
- M. Asakawa and K. Yazaki, Nucl. Phys. A 504, 668 (1989).
- A. Bazavov et al. (HotQCD), Phys. Lett. B 795, 15 (2019), arXiv:1812.08235 [hep-lat] .
- X. Luo and N. Xu, Nucl. Sci. Tech. 28, 112 (2017).
- G. Odyniec, PoS CPOD2013, 043 (2013).
- J. Adam et al. (STAR), Phys. Rev. Lett. 126, 092301 (2021), arXiv:2001.02852 [nucl-ex] .
- K. C. Meehan (STAR), Nucl. Phys. A 956, 878 (2016).
- L. Adamczyk et al., Phys. Rev. C 96, 044904 (2017).
- M. A. Stephanov, Phys. Rev. Lett. 102, 032301 (2009), arXiv:0809.3450 [hep-ph] .
- Y. Hatta and T. Ikeda, Phys. Rev. D 67, 014028 (2003), arXiv:hep-ph/0210284 .
- M. A. Stephanov, Phys. Rev. Lett. 107, 052301 (2011), arXiv:1104.1627 [hep-ph] .
- R. V. Gavai and S. Gupta, Phys. Lett. B 696, 459 (2011).
- F. Gao and Y.-x. Liu, Phys. Rev. D 94, 076009 (2016), arXiv:1607.01675 [hep-ph] .
- F. Gao and J. M. Pawlowski, Phys. Rev. D 102, 034027 (2020), arXiv:2002.07500 [hep-ph] .
- J. M. Maldacena, Adv. Theor. Math. Phys. 2, 231 (1998), arXiv:hep-th/9711200 .
- D. Li and M. Huang, JHEP 11, 088 (2013), arXiv:1303.6929 [hep-ph] .
- M. Natsuume, AdS/CFT Duality User Guide, Vol. 903 (2015) arXiv:1409.3575 [hep-th] .
- K. A. Mamo and I. Zahed, Nucl. Phys. B 997, 116388 (2023), arXiv:2106.00752 [hep-ph] .
- E. Witten, Adv. Theor. Math. Phys. 2, 253 (1998), arXiv:hep-th/9802150 .
- S. S. Gubser and A. Nellore, Phys. Rev. D 78, 086007 (2008), arXiv:0804.0434 [hep-th] .
- J. Adamczewski-Musch et al. (HADES), Phys. Rev. C 102, 024914 (2020), arXiv:2002.08701 [nucl-ex] .
Paper Prompts
Sign up for free to create and run prompts on this paper.