We report measurements of single-particle inclusive spectra and two-particle azimuthal distributions of charged hadrons at high transverse momentum (high p(T)) in minimum bias and central d+Au collisions at sqrt[s(NN)]=200 GeV. The inclusive yield is enhanced in d+Au collisions relative to binary-scaled p+p collisions, while the two-particle azimuthal distributions are very similar to those observed in p+p collisions. These results demonstrate that the strong suppression of the inclusive yield and back-to-back correlations at high p(T) previously observed in central Au+Au collisions are due to final-state interactions with the dense medium generated in such collisions.

The STAR collaboration at the BNL Relativistic Heavy-Ion Collider (RHIC) reports measurements of the inclusive yield of nonphotonic electrons, which arise dominantly from semileptonic decays of heavy flavor mesons, over a broad range of transverse momenta ($1.2<{p}_{T}<10\text{ }\text{ }\mathrm{GeV}/c$) in $p+p$, $d+\mathrm{Au}$, and $\mathrm{Au}+\mathrm{Au}$ collisions at $\sqrt{{s}_{\mathrm{NN}}}=200\text{ }\text{ }\mathrm{GeV}$. The nonphotonic electron yield exhibits an unexpectedly large suppression in central $\mathrm{Au}+\mathrm{Au}$ collisions at high ${p}_{T}$, suggesting substantial heavy-quark energy loss at RHIC. The centrality and ${p}_{T}$ dependences of the suppression provide constraints on theoretical models of suppression.

Parity ($\mathcal{P}$)-odd domains, corresponding to nontrivial topological solutions of the QCD vacuum, might be created during relativistic heavy-ion collisions. These domains are predicted to lead to charge separation of quarks along the orbital momentum of the system created in noncentral collisions. To study this effect, we investigate a three-particle mixed-harmonics azimuthal correlator which is a $\mathcal{P}$-even observable, but directly sensitive to the charge-separation effect. We report measurements of this observable using the STAR detector in $\mathrm{Au}+\mathrm{Au}$ and $\mathrm{Cu}+\mathrm{Cu}$ collisions at $\sqrt{{s}_{\mathit{NN}}}=200$ and 62 GeV. The results are presented as a function of collision centrality, particle separation in rapidity, and particle transverse momentum. A signal consistent with several of the theoretical expectations is detected in all four data sets. We compare our results to the predictions of existing event generators and discuss in detail possible contributions from other effects that are not related to $\mathcal{P}$ violation.

Measurements of exclusive $J/\ensuremath{\psi}, \ensuremath{\psi}(2s)$, and electron-positron (${e}^{+}{e}^{\ensuremath{-}}$) pair photoproduction in $\mathrm{Au}+\mathrm{Au}$ ultraperipheral collisions are reported by the STAR experiment at $\sqrt{{s}_{{}_{\mathrm{NN}}}}=200\phantom{\rule{4pt}{0ex}}\mathrm{GeV}$. We report several first measurements at the BNL Relativistic Heavy Ion Collider, which are (i) $J/\ensuremath{\psi}$ photoproduction with large momentum transfer up to ${2.2\phantom{\rule{4pt}{0ex}}(\mathrm{GeV}/c)}^{2}$, (ii) coherent $J/\ensuremath{\psi}$ photoproduction associated with neutron emissions from nuclear breakup, (iii) the rapidity dependence of incoherent $J/\ensuremath{\psi}$ photoproduction, (iv) the $\ensuremath{\psi}(2s)$ photoproduction cross section at midrapidity, and (v) ${e}^{+}{e}^{\ensuremath{-}}$ pair photoproduction up to high invariant mass of $6\phantom{\rule{4pt}{0ex}}\mathrm{GeV}/{c}^{2}$. For measurement (ii), the coherent $J/\ensuremath{\psi}$ total cross section of $\ensuremath{\gamma}+\mathrm{Au}\ensuremath{\rightarrow}\mathrm{J}/\ensuremath{\psi}+\mathrm{Au}$ as a function of the center-of-mass energy ${W}_{\ensuremath{\gamma}N}$ has been obtained without photon energy ambiguities. The data are quantitatively compared with the Monte Carlo models STARlight, Sartre, BeAGLE, and theoretical calculations of gluon saturation with color glass condensate, nuclear shadowing with leading twist approximation, quantum electrodynamics, and the next-to-leading-order perturbative QCD. At the photon-nucleon center-of-mass energy of 25.0 GeV, the coherent and incoherent $J/\ensuremath{\psi}$ cross sections of Au nuclei are found to be $71%\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}10%$ and $36%\ifmmode\pm\else\textpm\fi{}7%$, respectively, of that of free protons. These data provide an important experimental constraint for nuclear parton distribution functions and a unique opportunity to advance the understanding of the nuclear modification effect at the top RHIC energy.

We report the systematic measurement of protons and light nuclei production in $\mathrm{Au}+\mathrm{Au}$ collisions at $\sqrt{{s}_{NN}}\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}=\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}3\phantom{\rule{0.16em}{0ex}}\mathrm{GeV}$ by the STAR experiment at the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC). The transverse momentum $({p}_{T})$ spectra of protons $(p)$, deuterons $(d)$, tritons $(t)$, $^{3}\mathrm{He}$, and $^{4}\mathrm{He}$ have been measured from midrapidity to target rapidity for different collision centralities. We present the rapidity and centrality dependence of particle yields $(dN/dy)$, average transverse momentum $(\ensuremath{\langle}{p}_{T}\ensuremath{\rangle})$, yield ratios $(d/p,$ $t/p,^{3}\mathrm{He}/p,$ $^{4}\mathrm{He}/p)$, as well as the coalescence parameters $({B}_{2},$ ${B}_{3})$. The $4\ensuremath{\pi}$ yields for various particles are determined by utilizing the measured rapidity distributions, $dN/dy$. Furthermore, we present the energy, centrality, and rapidity dependence of the compound yield ratios $({N}_{p}\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{N}_{t}/{N}_{d}^{2})$ and compare them with various model calculations. The physics implications of these results on the production mechanism of light nuclei and the QCD phase structure are discussed.