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This content will become publicly available on May 1, 2025

Title: Light-flavor particle production in high-multiplicity pp collisions at $$ \sqrt{\textrm{s}} $$ = 13 TeV as a function of transverse spherocity
A<sc>bstract</sc>

Results on the transverse spherocity dependence of light-flavor particle production (π, K, p,ϕ, K*0,$$ {\textrm{K}}_{\textrm{S}}^0 $$KS0, Λ, Ξ) at midrapidity in high-multiplicity pp collisions at$$ \sqrt{s} $$s= 13 TeV were obtained with the ALICE apparatus. The transverse spherocity estimator$$ \left({S}_{\textrm{O}}^{p_{\textrm{T}}=1}\right) $$SOpT=1categorizes events by their azimuthal topology. Utilizing narrow selections on$$ {S}_{\textrm{O}}^{p_{\textrm{T}}=1} $$SOpT=1, it is possible to contrast particle production in collisions dominated by many soft initial interactions with that observed in collisions dominated by one or more hard scatterings. Results are reported for two multiplicity estimators covering different pseudorapidity regions. The$$ {S}_{\textrm{O}}^{p_{\textrm{T}}=1} $$SOpT=1estimator is found to effectively constrain the hardness of the events when the midrapidity (|η| < 0.8) estimator is used.

The production rates of strange particles are found to be slightly higher for soft isotropic topologies, and severely suppressed in hard jet-like topologies. These effects are more pronounced for hadrons with larger mass and strangeness content, and observed when the topological selection is done within a narrow multiplicity interval. This demonstrates that an important aspect of the universal scaling of strangeness enhancement with final-state multiplicity is that high-multiplicity collisions are dominated by soft, isotropic processes. On the contrary, strangeness production in events with jet-like processes is significantly reduced.

The results presented in this article are compared with several QCD-inspired Monte Carlo event generators. Models that incorporate a two-component phenomenology, either through mechanisms accounting for string density, or thermal production, are able to describe the observed strangeness enhancement as a function of$$ {S}_{\textrm{O}}^{p_{\textrm{T}}=1} $$SOpT=1.

 
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Award ID(s):
2208883
NSF-PAR ID:
10514233
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
ink.springer.com
Date Published:
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2024
Issue:
5
ISSN:
1029-8479
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. A<sc>bstract</sc>

    Measurements of the production cross sections of prompt D0, D+, D*+,$$ {\textrm{D}}_{\textrm{s}}^{+} $$Ds+,$$ {\Lambda}_{\textrm{c}}^{+} $$Λc+, and$$ {\Xi}_{\textrm{c}}^{+} $$Ξc+charm hadrons at midrapidity in proton-proton collisions at$$ \sqrt{s} $$s= 13 TeV with the ALICE detector are presented. The D-meson cross sections as a function of transverse momentum (pT) are provided with improved precision and granularity. The ratios ofpT-differential meson production cross sections based on this publication and on measurements at different rapidity and collision energy provide a constraint on gluon parton distribution functions at low values of Bjorken-x(105–104). The measurements of$$ {\Lambda}_{\textrm{c}}^{+} $$Λc+($$ {\Xi}_{\textrm{c}}^{+} $$Ξc+) baryon production extend the measuredpTintervals down topT= 0(3) GeV/c. These measurements are used to determine the charm-quark fragmentation fractions and the$$ \textrm{c}\overline{\textrm{c}} $$cc¯production cross section at midrapidity (|y|<0.5) based on the sum of the cross sections of the weakly-decaying ground-state charm hadrons D0, D+,$$ {\textrm{D}}_{\textrm{s}}^{+} $$Ds+,$$ {\Lambda}_{\textrm{c}}^{+} $$Λc+,$$ {\Xi}_{\textrm{c}}^0 $$Ξc0and, for the first time,$$ {\Xi}_{\textrm{c}}^{+} $$Ξc+, and of the strongly-decaying Jmesons. The first measurements of$$ {\Xi}_{\textrm{c}}^{+} $$Ξc+and$$ {\Sigma}_{\textrm{c}}^{0,++} $$Σc0,++fragmentation fractions at midrapidity are also reported. A significantly larger fraction of charm quarks hadronising to baryons is found compared to e+eand ep collisions. The$$ \textrm{c}\overline{\textrm{c}} $$cc¯production cross section at midrapidity is found to be at the upper bound of state-of-the-art perturbative QCD calculations.

     
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  2. Abstract

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  3. Abstract

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  5. Abstract

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