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Title: First measurement of D*+ vector meson spin alignment in Pb–Pb collisions at $$\sqrt{{s}_{\text{NN}}}={5}.0{2}$$ TeV
A<sc>bstract</sc> The first measurement of prompt D*+-meson spin alignment in ultrarelativistic heavy-ion collisions with respect to the direction orthogonal to the reaction plane is presented. The spin alignment is quantified by measuring the elementρ00of the diagonal spin-density matrix for prompt D*+mesons with 4< pT<30 GeV/cin two rapidity intervals, |y|<0.3 and 0.3<|y|<0.8, in central (0–10%) and midcentral (30–50%) Pb–Pb collisions at$$\sqrt{{s}_{\text{NN}}}={5}.0{2}$$TeV. Evidence of spin alignmentρ00>1/3 has been found forpT>15 GeV/cand 0.3<|y|<0.8 with a significance of 3.1σ. The measured spin alignment of prompt D*+mesons is compared with the one of inclusive J/ψ mesons measured at forward rapidity (2.5< y <4).  more » « less
Award ID(s):
2208883
PAR ID:
10689732
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
https://link.springer.com
Date Published:
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2025
Issue:
10
ISSN:
1029-8479
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
More Like this
  1. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> The production cross sections of D0, D+, and$$ {\Lambda}_{\textrm{c}}^{+} $$ Λ c + hadrons originating from beauty-hadron decays (i.e. non-prompt) were measured for the first time at midrapidity in proton–lead (p–Pb) collisions at the center-of-mass energy per nucleon pair of$$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$ s NN = 5.02 TeV. Nuclear modification factors (RpPb) of non-prompt D0, D+, and$$ {\Lambda}_{\textrm{c}}^{+} $$ Λ c + are calculated as a function of the transverse momentum (pT) to investigate the modification of the momentum spectra measured in p–Pb collisions with respect to those measured in proton–proton (pp) collisions at the same energy. TheRpPbmeasurements are compatible with unity and with the measurements in the prompt charm sector, and do not show a significantpTdependence. ThepT-integrated cross sections andpT-integratedRpPbof non-prompt D0and D+mesons are also computed by extrapolating the visible cross sections down topT= 0. The non-prompt D-mesonRpPbintegrated overpTis compatible with unity and with model calculations implementing modification of the parton distribution functions of nucleons bound in nuclei with respect to free nucleons. The non-prompt$$ {\Lambda}_{\textrm{c}}^{+} $$ Λ c + /D0and D+/D0production ratios are computed to investigate hadronisation mechanisms of beauty quarks into mesons and baryons. The measured ratios as a function ofpTdisplay a similar trend to that measured for charm hadrons in the same collision system. 
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  2. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> The production cross sections of$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 and B+mesons are reported in proton-proton (pp) collisions recorded by the CMS experiment at the CERN LHC with a center-of-mass energy of 5.02 TeV. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 302 pb−1. The cross sections are based on measurements of the$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 →J/ψ(μ+μ−)ϕ(1020)(K+K−) and B+→J/ψ(μ+μ−)K+decay channels. Results are presented in the transverse momentum (pT) range 7–50 GeV/cand the rapidity interval |y|<2.4 for the B mesons. The measuredpT-differential cross sections of B+and$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 in pp collisions are well described by fixed-order plus next-to-leading logarithm perturbative quantum chromodynamics calculations. Using previous PbPb collision measurements at the same nucleon-nucleon center-of-mass energy, the nuclear modification factors,RAA, of the B mesons are determined. ForpT>10 GeV/c, both mesons are found to be suppressed in PbPb collisions (withRAAvalues significantly below unity), with less suppression observed for the$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 mesons. In thispTrange, theRAAvalues for the B+mesons are consistent with those for inclusive charged hadrons and D0mesons. Below 10 GeV/c, both B+and$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 are found to be less suppressed than either inclusive charged hadrons or D0mesons, with the$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 RAAvalue consistent with unity. TheRAAvalues found for the B+and$$ {\textrm{B}}_{\textrm{s}}^0 $$ B s 0 are compared to theoretical calculations, providing constraints on the mechanism of bottom quark energy loss and hadronization in the quark-gluon plasma, the hot and dense matter created in ultrarelativistic heavy ion collisions. 
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  3. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> The production of inclusive, prompt and non-prompt J/ψwas studied for the first time at midrapidity (−1.37< ycms<0.43) in p-Pb collisions at$$ \sqrt{s_{\textrm{NN}}} $$ s NN = 8.16 TeV with the ALICE detector at the LHC. The inclusive J/ψmesons were reconstructed in the dielectron decay channel in the transverse momentum (pT) interval 0< pT<14 GeV/cand the prompt and non-prompt contributions were separated on a statistical basis forpT>2 GeV/c. The study of the J/ψmesons in the dielectron channel used for the first time in ALICE online single-electron triggers from the Transition Radiation Detector, providing a data sample corresponding to an integrated luminosity of 689 ± 13μb−1. The proton-proton reference cross section for inclusive J/ψwas obtained based on interpolations of measured data at different centre-of-mass energies and a universal function describing thepT-differential J/ψproduction cross sections. ThepT-differential nuclear modification factorsRpPbof inclusive, prompt, and non-prompt J/ψare consistent with unity and described by theoretical models implementing only nuclear shadowing. 
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  4. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, The European Physical Journal C)
    Abstract The elliptic flow$$(v_2)$$ ( v 2 ) of$${\textrm{D}}^{0}$$ D 0 mesons from beauty-hadron decays (non-prompt$${\textrm{D}}^{0})$$ D 0 ) was measured in midcentral (30–50%) Pb–Pb collisions at a centre-of-mass energy per nucleon pair$$\sqrt{s_{\textrm{NN}}} = 5.02$$ s NN = 5.02  TeV with the ALICE detector at the LHC. The$${\textrm{D}}^{0}$$ D 0 mesons were reconstructed at midrapidity$$(|y|<0.8)$$ ( | y | < 0.8 ) from their hadronic decay$$\mathrm {D^0 \rightarrow K^-\uppi ^+}$$ D 0 → K - π + , in the transverse momentum interval$$2< p_{\textrm{T}} < 12$$ 2 < p T < 12  GeV/c. The result indicates a positive$$v_2$$ v 2 for non-prompt$${{\textrm{D}}^{0}}$$ D 0 mesons with a significance of 2.7$$\sigma $$ σ . The non-prompt$${{\textrm{D}}^{0}}$$ D 0 -meson$$v_2$$ v 2 is lower than that of prompt non-strange D mesons with 3.2$$\sigma $$ σ significance in$$2< p_\textrm{T} < 8~\textrm{GeV}/c$$ 2 < p T < 8 GeV / c , and compatible with the$$v_2$$ v 2 of beauty-decay electrons. Theoretical calculations of beauty-quark transport in a hydrodynamically expanding medium describe the measurement within uncertainties. 
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  5. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; et al (, Journal of High Energy Physics)
    A<sc>bstract</sc> The fractions of non-prompt (i.e. originating from beauty-hadron decays) D0and D+mesons with respect to the inclusive yield are measured as a function of the charged-particle multiplicity in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of$$ \sqrt{s} $$ s = 13 TeV with the ALICE detector at the LHC. The results are reported in intervals of transverse momentum (pT) and integrated in the range 1< pT<24 GeV/c. The fraction of non-prompt D0and D+mesons is found to increase slightly as a function ofpTin all the measured multiplicity intervals, while no significant dependence on the charged-particle multiplicity is observed. In order to investigate the production and hadronisation mechanisms of charm and beauty quarks, the results are compared to PYTHIA 8 as well as EPOS 3 and EPOS 4 Monte Carlo simulations, and to calculations based on the colour glass condensate including three-pomeron fusion. 
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