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Title: (Anti-)deuteron production in pp collisions at $$\sqrt{s}=13 \ \text {TeV}$$
Abstract The study of (anti-)deuteron production in pp collisions has proven to be a powerful tool to investigate the formation mechanism of loosely bound states in high-energy hadronic collisions. In this paper the production of $$\text {(anti-)deuterons}$$ (anti-)deuterons is studied as a function of the charged particle multiplicity in inelastic pp collisions at $$\sqrt{s}=13$$ s = 13 TeV using the ALICE experiment. Thanks to the large number of accumulated minimum bias events, it has been possible to measure (anti-)deuteron production in pp collisions up to the same charged particle multiplicity ( $${\mathrm {d} N_{ch}/\mathrm {d} \eta } \sim 26$$ d N ch / d η ∼ 26 ) as measured in p–Pb collisions at similar centre-of-mass energies. Within the uncertainties, the deuteron yield in pp collisions resembles the one in p–Pb interactions, suggesting a common formation mechanism behind the production of light nuclei in hadronic interactions. In this context the measurements are compared with the expectations of coalescence and statistical hadronisation models (SHM).  more » « less
Award ID(s):
1719759 2012154 1713894
NSF-PAR ID:
10278028
Author(s) / Creator(s):
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Date Published:
Journal Name:
The European Physical Journal C
Volume:
80
Issue:
9
ISSN:
1434-6044
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. Abstract The study of the production of nuclei and antinuclei in pp collisions has proven to be a powerful tool to investigate the formation mechanism of loosely bound states in high-energy hadronic collisions. In this paper, the production of protons, deuterons and $$^{3}\mathrm {He}$$ 3 He and their charge conjugates at midrapidity is studied as a function of the charged-particle multiplicity in inelastic pp collisions at $$\sqrt{s}=5.02$$ s = 5.02 TeV using the ALICE detector. Within the uncertainties, the yields of nuclei in pp collisions at $$\sqrt{s}=5.02$$ s = 5.02 TeV are compatible with those in pp collisions at different energies and to those in p–Pb collisions when compared at similar multiplicities. The measurements are compared with the expectations of coalescence and Statistical Hadronisation Models. The results suggest a common formation mechanism behind the production of light nuclei in hadronic interactions and confirm that they do not depend on the collision energy but on the number of produced particles. 
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  2. Abstract The multiplicity dependence of jet production in pp collisions at the centre-of-mass energy of $$\sqrt{s} = 13\ {\mathrm {TeV}}$$ s = 13 TeV is studied for the first time. Jets are reconstructed from charged particles using the anti- $$k_\mathrm {T}$$ k T algorithm with resolution parameters R varying from 0.2 to 0.7. The jets are measured in the pseudorapidity range $$|\eta _{\mathrm{jet}}|< 0.9-R$$ | η jet | < 0.9 - R and in the transverse momentum range $$5 more » « less
  3. A<sc>bstract</sc>

    Measurements of the production of electrons from heavy-flavour hadron decays in pp collisions at$$ \sqrt{s} $$s= 13 TeV at midrapidity with the ALICE detector are presented down to a transverse momentum (pT) of 0.2 GeV/cand up topT= 35 GeV/c, which is the largest momentum range probed for inclusive electron measurements in ALICE. In p-Pb collisions, the production cross section and the nuclear modification factor of electrons from heavy-flavour hadron decays are measured in thepTrange 0.5< pT<26 GeV/cat$$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$sNN= 8.16 TeV. The nuclear modification factor is found to be consistent with unity within the statistical and systematic uncertainties. In both collision systems, first measurements of the yields of electrons from heavy-flavour hadron decays in different multiplicity intervals normalised to the multiplicity-integrated yield (self-normalised yield) at midrapidity are reported as a function of the self-normalised charged-particle multiplicity estimated at midrapidity. The self-normalised yields in pp and p-Pb collisions grow faster than linear with the self-normalised multiplicity. A strongpTdependence is observed in pp collisions, where the yield of high-pTelectrons increases faster as a function of multiplicity than the one of low-pTelectrons. The measurement in p-Pb collisions shows nopTdependence within uncertainties. The self-normalised yields in pp and p-Pb collisions are compared with measurements of other heavy-flavour, light-flavour, and strange particles, and with Monte Carlo simulations.

     
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  4. A bstract Understanding the production mechanism of light (anti)nuclei is one of the key challenges of nuclear physics and has important consequences for astrophysics, since it provides an input for indirect dark-matter searches in space. In this paper, the latest results about the production of light (anti)nuclei in pp collisions at $$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV are presented, focusing on the comparison with the predictions of coalescence and thermal models. For the first time, the coalescence parameters B 2 for deuterons and B 3 for helions are compared with parameter-free theoretical predictions that are directly constrained by the femtoscopic measurement of the source radius in the same event class. A fair description of the data with a Gaussian wave function is observed for both deuteron and helion, supporting the coalescence mechanism for the production of light (anti)nuclei in pp collisions. This method paves the way for future investigations of the internal structure of more complex nuclear clusters, including the hypertriton. 
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  5. A<sc>bstract</sc>

    The production of strange hadrons ($$ {\textrm{K}}_{\textrm{S}}^0 $$KS0, Λ, Ξ±, and Ω±), baryon-to-meson ratios (Λ/$$ {\textrm{K}}_{\textrm{S}}^0 $$KS0, Ξ/$$ {\textrm{K}}_{\textrm{S}}^0 $$KS0, and Ω/$$ {\textrm{K}}_{\textrm{S}}^0 $$KS0), and baryon-to-baryon ratios (Ξ/Λ, Ω/Λ, and Ω/Ξ) associated with jets and the underlying event were measured as a function of transverse momentum (pT) in pp collisions at$$ \sqrt{s} $$s= 13 TeV and p Pb collisions at$$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$sNN= 5.02 TeV with the ALICE detector at the LHC. The inclusive production of the same particle species and the corresponding ratios are also reported. The production of multi-strange hadrons, Ξ±and Ω±, and their associated particle ratios in jets and in the underlying event are measured for the first time. In both pp and p–Pb collisions, the baryon-to-meson and baryon-to-baryon yield ratios measured in jets differ from the inclusive particle production for low and intermediate hadronpT(0.6–6 GeV/c). Ratios measured in the underlying event are in turn similar to those measured for inclusive particle production. In pp collisions, the particle production in jets is compared with Pythia8 predictions with three colour-reconnection implementation modes. None of them fully reproduces the data in the measured hadronpTregion. The maximum deviation is observed for Ξ±and Ω±which reaches a factor of about six. The event multiplicity dependence is further investigated in p−Pb collisions. In contrast to what is observed in the underlying event, there is no significant event-multiplicity dependence for particle production in jets. The presented measurements provide novel constraints on hadronisation and its Monte Carlo description. In particular, they demonstrate that the fragmentation of jets alone is insufficient to describe the strange and multi-strange particle production in hadronic collisions at LHC energies.

     
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