Measurements of two- and multi-particle angular correlations in pp collisions at s=5,7, and 13TeV are presented as a function of charged-particle multiplicity. The data, corresponding to integrated luminosities of 1.0pb−1 (5 TeV), 6.2pb−1 (7 TeV), and 0.7pb−1 (13 TeV), were collected using the CMS detector at the LHC. The second-order (v2) and third-order (v3) azimuthal anisotropy harmonics of unidentified charged particles, as well as v2 of KS0 and Λ/Λ‾ particles, are extracted from long-range two-particle correlations as functions of particle multiplicity and transverse momentum. For high-multiplicity pp events, a mass ordering is observed for the v2 values of charged hadrons (mostly pions), KS0, and Λ/Λ‾, with lighter particle species exhibiting a stronger azimuthal anisotropy signal below pT≈2GeV/c. For 13 TeV data, the v2 signals are also extracted from four- and six-particle correlations for the first time in pp collisions, with comparable magnitude to those from two-particle correlations. These observations are similar to those seen in pPb and PbPb collisions, and support the interpretation of a collective origin for the observed long-range correlations in high-multiplicity pp collisions.

The spectra of charged particles produced within the pseudorapidity window |η| < 1 at $$ \sqrt{s_{\mathrm{N}\;\mathrm{N}}}=5.02 $$ TeV are measured using 404 μb−1 of PbPb and 27.4 pb−1 of pp data collected by the CMS detector at the LHC in 2015. The spectra are presented over the transverse momentum ranges spanning 0.5 < p T < 400 GeV in pp and 0.7 < p T < 400 GeV in PbPb collisions. The corresponding nuclear modification factor, R AA, is measured in bins of collision centrality. The R AA in the 5% most central collisions shows a maximal suppression by a factor of 7-8 in the p T region of 6-9 GeV. This dip is followed by an increase, which continues up to the highest p T measured, and approaches unity in the vicinity of p T = 200 GeV. The R AA is compared to theoretical predictions and earlier experimental results at lower collision energies. The newly measured pp spectrum is combined with the pPb spectrum previously published by the CMS collaboration to construct the pPb nuclear modification factor, R pA, up to 120 GeV. For p T > 20 GeV, R pA exhibits weak momentum dependence and shows a moderate enhancement above unity.

Results on two-particle angular correlations for charged particles produced in pp collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV are presented. The data were taken with the CMS detector at the LHC and correspond to an integrated luminosity of about 270 inverse nanobarns. The correlations are studied over a broad range of pseudorapidity (abs(eta) < 2.4) and over the full azimuth (phi) as a function of charged particle multiplicity and transverse momentum (pt). In high-multiplicity events, a long-range (abs(Delta eta) > 2.0), near-side (Delta phi approximately 0) structure emerges in the two-particle Delta eta-Delta phi correlation functions. The magnitude of the correlation exhibits a pronounced maximum in the range 1.0 < pt < 2.0 GeV/c and an approximately linear increase with the charged particle multiplicity, with an overall correlation strength similar to that found in earlier pp data at sqrt(s) = 7 TeV. The present measurement extends the study of near-side long-range correlations up to charged particle multiplicities of N[ch] approximately 180, a region so far unexplored in pp collisions. The observed long-range correlations are compared to those seen in pp, pPb, and PbPb collisions at lower collision energies.

A systematic study of the factorization of long-range azimuthal two-particle correlations into a product of single-particle anisotropies is presented as a function of pt and eta of both particles, and as a function of the particle multiplicity in PbPb and pPb collisions. The data were taken with the CMS detector for PbPb collisions at sqrt(s[NN]) = 2.76 TeV and pPb collisions at sqrt(s[NN]) = 5.02 TeV, covering a very wide range of multiplicity. Factorization is observed to be broken as a function of both particle pt and eta. When measured with particles of different pt, the magnitude of the factorization breakdown for the second Fourier harmonic reaches 20% for very central PbPb collisions but decreases rapidly as the multiplicity decreases. The data are consistent with viscous hydrodynamic predictions, which suggest that the effect of factorization breaking is mainly sensitive to the initial-state conditions rather than to the transport properties (e.g., shear viscosity) of the medium. The factorization breakdown is also computed with particles of different eta. The effect is found to be weakest for mid-central PbPb events but becomes larger for more central or peripheral PbPb collisions, and also for very high-multiplicity pPb collisions. The eta-dependent factorization data provide new insights to the longitudinal evolution of the medium formed in heavy ion collisions.