Journal Article GSI-2024-00069

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Study of the p–p–K$^{+}$ and p–p–K$^{-}$ dynamics using the femtoscopy technique

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2023
Springer Heidelberg

The European physical journal / A 59(12), 298 () [10.1140/epja/s10050-023-01139-9]

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Report No.: CERN-EP-2023-051; arXiv:2303.13448

Abstract: The interactions of kaons (K) and antikaons ($\mathrm {\overline{K}}$) with few nucleons (N) were studied so far using kaonic atom data and measurements of kaon production and interaction yields in nuclei. Some details of the three-body KNN and $\mathrm {\overline{K}}$NN dynamics are still not well understood, mainly due to the overlap with multi-nucleon interactions in nuclei. An alternative method to probe the dynamics of three-body systems with kaons is to study the final state interaction within triplet of particles emitted in pp collisions at the Large Hadron Collider, which are free from effects due to the presence of bound nucleons. This Letter reports the first femtoscopic study of p–p–K$^+$ and p–p–K$^-$ correlations measured in high-multiplicity pp collisions at $\sqrt{s}$ = 13 TeV by the ALICE Collaboration. The analysis shows that the measured p–p–K$^+$ and p–p–K$^-$ correlation functions can be interpreted in terms of pairwise interactions in the triplets, indicating that the dynamics of such systems is dominated by the two-body interactions without significant contributions from three-body effects or bound states.

Keyword(s): correlation: measured ; K: production ; p p: scattering ; K: interaction ; triplet ; nucleon ; nucleus ; correlation function ; ALICE ; overlap ; CERN LHC Coll ; bound state ; time projection chamber ; PYTHIA ; Monte Carlo ; numerical calculations ; multiplicity ; atom ; TeV ; final-state interaction

Classification:

Note: 19 pages, 3 captioned figures, authors from page 14, submitted to EPJA, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/9212. This article is licensed under a 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-Darmstadt - Strategic university cooperation GSI-TU Darmstadt (SUC-GSI-DA) (SUC-GSI-DA)
  5. SUC-GSI-Frankfurt - Strategic university cooperation GSI-U Frankfurt/M (SUC-GSI-FR) (SUC-GSI-FR)
Experiment(s):
  1. LHC: ALICE

Appears in the scientific report 2023
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