Future physics opportunities for high-density QCD at the LHC with heavy-ion and proton beams
Z. Citron
,
A. Dainese
,
J.F. Grosse-Oetringhaus
,
J.M. Jowett
,
Y.-J. Lee
,
U.A. Wiedemann
,
M. Winn
(1, 2)
,
A. Andronic
,
F. Bellini
,
E. Bruna
,
E. Chapon
,
H. Dembinski
,
D. d'Enterria
,
I. Grabowska-Bold
,
G.M. Innocenti
,
C. Loizides
,
S. Mohapatra
,
C.A. Salgado
,
M. Verweij
,
M. Weber
,
Joerg Aichelin
(3)
,
A. Angerami
,
L. Apolinario
,
F. Arleo
(4)
,
N. Armesto
,
R. Arnaldi
,
M. Arslandok
,
P. Azzi
,
R. Bailhache
,
S.A. Bass
,
C. Bedda
,
N.K. Behera
,
R. Bellwied
,
A. Beraudo
,
R. Bi
,
C. Bierlich
,
K. Blum
,
A. Borissov
,
P. Braun-Munzinger
,
R. Bruce
,
G.E. Bruno
,
S. Bufalino
,
J. Castillo Castellanos
(5)
,
R. Chatterjee
,
Y. Chen
,
Z. Chen
,
C. Cheshkov
(6)
,
T. Chujo
,
Z. Conesa del Valle
(7)
,
J.G. Contreras Nuno
,
L. Cunqueiro Mendez
,
T. Dahms
,
N.P. Dang
,
H. de La Torre
,
A.F. Dobrin
,
B. Doenigus
,
L. van Doremalen
,
X. Du
,
A. Dubla
,
M. Dumancic
,
M. Dyndal
,
L. Fabbietti
,
E.G. Ferreiro
,
F. Fionda
,
F. Fleuret
(4)
,
S. Floerchinger
,
G. Giacalone
(8)
,
A. Giammanco
,
Pol-Bernard Gossiaux
(3)
,
G. Graziani
,
V. Greco
,
A. Grelli
,
F. Grosa
,
Maxime Guilbaud
,
T. Gunji
,
V. Guzey
,
C. Hadjidakis
(7)
,
S. Hassani
(9)
,
M. He
,
I. Helenius
,
P. Huo
,
P.M. Jacobs
,
P. Janus
,
M.A. Jebramcik
,
J. Jia
,
A.P. Kalweit
,
H. Kim
,
M. Klasen
,
S.R. Klein
,
M. Klusek-Gawenda
,
J. Kremer
,
G.K. Krintiras
,
F. Krizek
,
E. Kryshen
,
A. Kurkela
,
A. Kusina
,
J.-P. Lansberg
(7)
,
R. Lea
,
M. van Leeuwen
,
W. Li
,
J. Margutti
,
A. Marin
,
C. Marquet
(10)
,
J. Martin Blanco
(4)
,
L. Massacrier
(7)
,
A. Mastroserio
,
E. Maurice
(4)
,
C. Mayer
,
C. Mcginn
,
G. Milhano
,
A. Milov
,
V. Minissale
,
C. Mironov
,
A. Mischke
,
N. Mohammadi
,
M. Mulders
,
M. Murray
,
M. Narain
,
P. Di Nezza
,
A. Nisati
,
J. Noronha-Hostler
,
A. Ohlson
,
V. Okorokov
,
F. Olness
,
P. Paakkinen
,
L. Pappalardo
,
J. Park
,
H. Paukkunen
,
C.C. Peng
,
H. Pereira da Costa
(5)
,
D.V. Perepelitsa
,
D. Peresunko
,
M. Peters
,
N.E. Pettersson
,
S. Piano
,
T. Pierog
,
J. Pires
,
M. Płoskoń
,
S. Plumari
,
F. Prino
,
M. Puccio
,
R. Rapp
,
K. Redlich
,
K. Reygers
,
C.L. Ristea
,
P. Robbe
(2)
,
A. Rossi
,
A. Rustamov
,
M. Rybar
,
M. Schaumann
,
B. Schenke
,
I. Schienbein
(11)
,
L. Schoeffel
(9)
,
I. Selyuzhenkov
,
A.M. Sickles
,
M. Sievert
,
P. Silva
,
T. Song
,
M. Spousta
,
J. Stachel
,
P. Steinberg
,
Diego Stocco
(3)
,
M. Strickland
,
M. Strikman
,
J. Sun
,
D. Tapia Takaki
,
K. Tatar
,
C. Terrevoli
,
A. Timmins
,
S. Trogolo
,
B. Trzeciak
,
A. Trzupek
,
R. Ulrich
,
A. Uras
(6)
,
R. Venugopalan
,
I. Vitev
,
G. Vujanovic
,
J. Wang
,
T.W. Wang
,
R. Xiao
,
Y. Xu
,
C. Zampolli
,
H. Zanoli
,
M. Zhou
,
Y. Zhou
1
AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112) -
Astrophysique Interprétation Modélisation
2 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
3 SUBATECH - Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées
4 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
5 DPHN - Département de Physique Nucléaire (ex SPhN)
6 IPNL - Institut de Physique Nucléaire de Lyon
7 IPNO - Institut de Physique Nucléaire d'Orsay
8 IPHT - Institut de Physique Théorique - UMR CNRS 3681
9 DPhP - Département de Physique des Particules (ex SPP)
10 CPHT - Centre de Physique Théorique [Palaiseau]
11 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
2 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
3 SUBATECH - Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées
4 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
5 DPHN - Département de Physique Nucléaire (ex SPhN)
6 IPNL - Institut de Physique Nucléaire de Lyon
7 IPNO - Institut de Physique Nucléaire d'Orsay
8 IPHT - Institut de Physique Théorique - UMR CNRS 3681
9 DPhP - Département de Physique des Particules (ex SPP)
10 CPHT - Centre de Physique Théorique [Palaiseau]
11 LPSC - Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie
Z. Citron
- Fonction : Auteur
A. Dainese
- Fonction : Auteur
J.F. Grosse-Oetringhaus
- Fonction : Auteur
J.M. Jowett
- Fonction : Auteur
Y.-J. Lee
- Fonction : Auteur
U.A. Wiedemann
- Fonction : Auteur
A. Andronic
- Fonction : Auteur
F. Bellini
- Fonction : Auteur
E. Bruna
- Fonction : Auteur
E. Chapon
- Fonction : Auteur
H. Dembinski
- Fonction : Auteur
D. d'Enterria
- Fonction : Auteur
I. Grabowska-Bold
- Fonction : Auteur
G.M. Innocenti
- Fonction : Auteur
C. Loizides
- Fonction : Auteur
S. Mohapatra
- Fonction : Auteur
C.A. Salgado
- Fonction : Auteur
M. Verweij
- Fonction : Auteur
M. Weber
- Fonction : Auteur
Joerg Aichelin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1055075
- ORCID : 0000-0001-9523-814X
- IdRef : 068771703
A. Angerami
- Fonction : Auteur
L. Apolinario
- Fonction : Auteur
F. Arleo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 741481
- IdHAL : arleo
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- IdRef : 073300381
N. Armesto
- Fonction : Auteur
R. Arnaldi
- Fonction : Auteur
M. Arslandok
- Fonction : Auteur
P. Azzi
- Fonction : Auteur
R. Bailhache
- Fonction : Auteur
S.A. Bass
- Fonction : Auteur
C. Bedda
- Fonction : Auteur
N.K. Behera
- Fonction : Auteur
R. Bellwied
- Fonction : Auteur
A. Beraudo
- Fonction : Auteur
R. Bi
- Fonction : Auteur
C. Bierlich
- Fonction : Auteur
K. Blum
- Fonction : Auteur
A. Borissov
- Fonction : Auteur
P. Braun-Munzinger
- Fonction : Auteur
R. Bruce
- Fonction : Auteur
G.E. Bruno
- Fonction : Auteur
S. Bufalino
- Fonction : Auteur
R. Chatterjee
- Fonction : Auteur
Y. Chen
- Fonction : Auteur
Z. Chen
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755258
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T. Chujo
- Fonction : Auteur
J.G. Contreras Nuno
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L. Cunqueiro Mendez
- Fonction : Auteur
T. Dahms
- Fonction : Auteur
N.P. Dang
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H. de La Torre
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A.F. Dobrin
- Fonction : Auteur
B. Doenigus
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L. van Doremalen
- Fonction : Auteur
X. Du
- Fonction : Auteur
A. Dubla
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M. Dumancic
- Fonction : Auteur
M. Dyndal
- Fonction : Auteur
L. Fabbietti
- Fonction : Auteur
E.G. Ferreiro
- Fonction : Auteur
F. Fionda
- Fonction : Auteur
S. Floerchinger
- Fonction : Auteur
G. Giacalone
- Fonction : Auteur
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- IdRef : 252798996
A. Giammanco
- Fonction : Auteur
Pol-Bernard Gossiaux
- Fonction : Auteur
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G. Graziani
- Fonction : Auteur
V. Greco
- Fonction : Auteur
A. Grelli
- Fonction : Auteur
F. Grosa
- Fonction : Auteur
Maxime Guilbaud
- Fonction : Auteur
- PersonId : 177174
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T. Gunji
- Fonction : Auteur
V. Guzey
- Fonction : Auteur
M. He
- Fonction : Auteur
I. Helenius
- Fonction : Auteur
P. Huo
- Fonction : Auteur
P.M. Jacobs
- Fonction : Auteur
P. Janus
- Fonction : Auteur
M.A. Jebramcik
- Fonction : Auteur
J. Jia
- Fonction : Auteur
A.P. Kalweit
- Fonction : Auteur
H. Kim
- Fonction : Auteur
M. Klasen
- Fonction : Auteur
S.R. Klein
- Fonction : Auteur
M. Klusek-Gawenda
- Fonction : Auteur
J. Kremer
- Fonction : Auteur
G.K. Krintiras
- Fonction : Auteur
F. Krizek
- Fonction : Auteur
E. Kryshen
- Fonction : Auteur
A. Kurkela
- Fonction : Auteur
A. Kusina
- Fonction : Auteur
J.-P. Lansberg
- Fonction : Auteur
- PersonId : 741254
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R. Lea
- Fonction : Auteur
M. van Leeuwen
- Fonction : Auteur
W. Li
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755436
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J. Margutti
- Fonction : Auteur
A. Marin
- Fonction : Auteur
C. Marquet
- Fonction : Auteur
- PersonId : 179106
- IdHAL : cyrillemmarquet
- IdRef : 167773046
A. Mastroserio
- Fonction : Auteur
C. Mayer
- Fonction : Auteur
C. Mcginn
- Fonction : Auteur
G. Milhano
- Fonction : Auteur
A. Milov
- Fonction : Auteur
V. Minissale
- Fonction : Auteur
C. Mironov
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1196248
- IdHAL : camelia-mironov
A. Mischke
- Fonction : Auteur
N. Mohammadi
- Fonction : Auteur
M. Mulders
- Fonction : Auteur
M. Murray
- Fonction : Auteur
M. Narain
- Fonction : Auteur
P. Di Nezza
- Fonction : Auteur
A. Nisati
- Fonction : Auteur
J. Noronha-Hostler
- Fonction : Auteur
A. Ohlson
- Fonction : Auteur
V. Okorokov
- Fonction : Auteur
F. Olness
- Fonction : Auteur
P. Paakkinen
- Fonction : Auteur
L. Pappalardo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 761464
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J. Park
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755381
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H. Paukkunen
- Fonction : Auteur
C.C. Peng
- Fonction : Auteur
D.V. Perepelitsa
- Fonction : Auteur
D. Peresunko
- Fonction : Auteur
M. Peters
- Fonction : Auteur
N.E. Pettersson
- Fonction : Auteur
S. Piano
- Fonction : Auteur
T. Pierog
- Fonction : Auteur
J. Pires
- Fonction : Auteur
M. Płoskoń
- Fonction : Auteur
S. Plumari
- Fonction : Auteur
F. Prino
- Fonction : Auteur
M. Puccio
- Fonction : Auteur
R. Rapp
- Fonction : Auteur
K. Redlich
- Fonction : Auteur
K. Reygers
- Fonction : Auteur
C.L. Ristea
- Fonction : Auteur
A. Rossi
- Fonction : Auteur
A. Rustamov
- Fonction : Auteur
M. Rybar
- Fonction : Auteur
M. Schaumann
- Fonction : Auteur
B. Schenke
- Fonction : Auteur
I. Schienbein
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1406471
I. Selyuzhenkov
- Fonction : Auteur
A.M. Sickles
- Fonction : Auteur
M. Sievert
- Fonction : Auteur
P. Silva
- Fonction : Auteur
T. Song
- Fonction : Auteur
M. Spousta
- Fonction : Auteur
J. Stachel
- Fonction : Auteur
P. Steinberg
- Fonction : Auteur
Diego Stocco
- Fonction : Auteur
- PersonId : 170966
- IdHAL : diego-stocco
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- IdRef : 204479150
M. Strickland
- Fonction : Auteur
M. Strikman
- Fonction : Auteur
J. Sun
- Fonction : Auteur
D. Tapia Takaki
- Fonction : Auteur
K. Tatar
- Fonction : Auteur
C. Terrevoli
- Fonction : Auteur
A. Timmins
- Fonction : Auteur
S. Trogolo
- Fonction : Auteur
B. Trzeciak
- Fonction : Auteur
A. Trzupek
- Fonction : Auteur
R. Ulrich
- Fonction : Auteur
R. Venugopalan
- Fonction : Auteur
I. Vitev
- Fonction : Auteur
G. Vujanovic
- Fonction : Auteur
J. Wang
- Fonction : Auteur
T.W. Wang
- Fonction : Auteur
R. Xiao
- Fonction : Auteur
Y. Xu
- Fonction : Auteur
C. Zampolli
- Fonction : Auteur
H. Zanoli
- Fonction : Auteur
M. Zhou
- Fonction : Auteur
- PersonId : 760436
- ORCID : 0000-0002-9964-8469
Y. Zhou
- Fonction : Auteur
Résumé
The future opportunities for high-density QCD studies with ion and proton beams at the LHC are presented. Four major scientific goals are identified: the characterisation of the macroscopic long wavelength Quark-Gluon Plasma (QGP) properties with unprecedented precision, the investigation of the microscopic parton dynamics underlying QGP properties, the development of a unified picture of particle production and QCD dynamics from small (pp) to large (nucleus--nucleus) systems, the exploration of parton densities in nuclei in a broad ($x$, $Q^2$) kinematic range and the search for the possible onset of parton saturation. In order to address these scientific goals, high-luminosity Pb-Pb and p-Pb programmes are considered as priorities for Runs 3 and 4, complemented by high-multiplicity studies in pp collisions and a short run with oxygen ions. High-luminosity runs with intermediate-mass nuclei, for example Ar or Kr, are considered as an appealing case for extending the heavy-ion programme at the LHC beyond Run 4. The potential of the High-Energy LHC to probe QCD matter with newly-available observables, at twice larger center-of-mass energies than the LHC, is investigated.