Journal Article GSI-2025-00174

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Measurements of Chemical Potentials in Pb-Pb Collisions at $\sqrt{s_{NN}}$ = 5.02 TeV

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2024
APS College Park, Md.

Physical review letters 133(9), 092301 () [10.1103/PhysRevLett.133.092301]

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Report No.: CERN-EP-2023-268; arXiv:2311.13332

Abstract: This Letter presents the most precise measurement to date of the matter-antimatter imbalance at midrapidity in Pb-Pb collisions at a center-of-mass energy per nucleon pair $\sqrt{s_{NN}}$ = 5.02 TeV. Using the Statistical Hadronization framework, it is possible to obtain the value of the electric charge and baryon chemical potentials, μ$_Q$ = -0.18±0.90 MeV and μ$_B$ = 0.71±0.45 MeV, with unprecedented precision. A centrality-differential study of the antiparticle-to-particle yield ratios of charged pions, protons, Ω baryons, and light (hyper)nuclei is performed. These results indicate that the system created in Pb-Pb collisions at the LHC is on average baryon-free and electrically neutral at midrapidity.

Keyword(s): potential: chemical ; heavy ion: scattering ; hadronization: statistical ; matter: antimatter ; charge: electric ; yield: ratio ; nucleon: pair ; TeV ; baryon ; interpretation of experiments: CERN LHC Coll ; nucleus ; numerical calculations

Classification:

Note: Phys. Rev. Lett. 133 (2024) 092301. 28 pages, 6 captioned figures, 3 tables, authors from page 22, published version, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/10275 "Published by the American Physical Society under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article’s title, journal citation, and DOI. Open access publication funded by CERN."

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)
  6. STRONG-2020 - The strong interaction at the frontier of knowledge: fundamental research and applications (824093) (824093)
Experiment(s):
  1. LHC: ALICE

Appears in the scientific report 2024
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 Record created 2025-01-13, last modified 2025-02-04