Journal Article GSI-2022-00081

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$\Lambda^+_c$ Production and Baryon-to-Meson Ratios in pp and p-Pb Collisions at $\sqrt {s_{NN}}$=5.02 TeV at the LHC

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2021
APS College Park, Md.

Physical review letters 127(20), 202301 () [10.1103/PhysRevLett.127.202301]

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Report No.: CERN-EP-2020-217; arXiv:2011.06078

Abstract: The prompt production of the charm baryon Λ$_c^+$ and the Λ$_c^+$/D$^0$ production ratios were measured at midrapidity with the ALICE detector in pp and p-Pb collisions at $\sqrt {s_{NN}}$ = 5.02 TeV. These new measurements show a clear decrease of the Λ$_c^+$/D$^0$ ratio with increasing transverse momentum ($p_T$) in both collision systems in the range 2 < $p_T$ < 12 GeV/c, exhibiting similarities with the light-flavor baryon-to-meson ratios p/π and Λ/K$_S^0$. At low $p_T$, predictions that include additional color-reconnection mechanisms beyond the leading-color approximation, assume the existence of additional higher-mass charm-baryon states, or include hadronization via coalescence can describe the data, while predictions driven by charm-quark fragmentation processes measured in e$^+$e$^-$ and e-p collisions significantly underestimate the data. The results presented in this Letter provide significant evidence that the established assumption of universality (colliding-system independence) of parton-to-hadron fragmentation is not sufficient to describe charm-baryon production in hadronic collisions at LHC energies.

Keyword(s): Lambda/c+: production ; charmed baryon: direct production ; hadron hadron: interaction ; fragmentation ; CERN LHC Coll ; transverse momentum ; hadronization ; universality ; coalescence ; ALICE ; experimental results ; 5020 GeV-cms/nucleon

Classification:

Note: Phys. Rev. Lett. 127 (2021) 202301. 20 pages, 2 captioned figures, authors from page 14, published version, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/6702. Published by the American Physical Society under the terms ofthe Creative Commons Attribution 4.0 International license

Contributing Institute(s):
  1. ALICE (ALI)
  2. Detektorlabor (DTL)
  3. IT (CIT)
  4. ExtreMe Matter Institute, EMMI (EXM)
  5. Collaboration CERN: ALICE (ALICE@CERN)
Research Program(s):
  1. 612 - Cosmic Matter in the Laboratory (POF4-612) (POF4-612)
  2. HGS-HIRe - HGS-HIRe for FAIR (HGS-HIRe) (HGS-HIRe)
  3. SUC-GSI-Heidelberg - Strategic university cooperation GSI-U Heidelberg (SUC-GSI-HE) (SUC-GSI-HE)
  4. SUC-GSI-Frankfurt - Strategic university cooperation GSI-U Frankfurt/M (SUC-GSI-FR) (SUC-GSI-FR)
  5. SUC-GSI-Darmstadt - Strategic university cooperation GSI-TU Darmstadt (SUC-GSI-DA) (SUC-GSI-DA)
Experiment(s):
  1. LHC: ALICE

Appears in the scientific report 2021
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 Record created 2022-01-13, last modified 2023-10-15