Journal Article GSI-2025-00182

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Studying strangeness and baryon production mechanisms through angular correlations between charged Ξ baryons and identified hadrons in pp collisions at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV

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2024
Springer Heidelberg

Journal of high energy physics 09(9), 102 () [10.1007/JHEP09(2024)102]

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Report No.: CERN-EP-2023-198; arXiv:2308.16706

Abstract: The angular correlations between charged Ξ baryons and associated identified hadrons (pions, kaons, protons, Λ baryons, and Ξ baryons) are measured in pp collisions at $ \sqrt{s} $ = 13 TeV with the ALICE detector to give insight into the particle production mechanisms and balancing of quantum numbers on the microscopic level. In particular, the distribution of strangeness is investigated in the correlations between the doubly-strange Ξ baryon and mesons and baryons that contain a single strange quark, K and Λ. As a reference, the results are compared to Ξπ and Ξp correlations, where the associated mesons and baryons do not contain a strange valence quark. These measurements are expected to be sensitive to whether strangeness is produced through string breaking or in a thermal production scenario. Furthermore, the multiplicity dependence of the correlation functions is measured to look for the turn-on of additional particle production mechanisms with event activity. The results are compared to predictions from the string-breaking model Pythia 8, including tunes with baryon junctions and rope hadronisation enabled, the cluster hadronisation model Herwig 7, and the core-corona model Epos-lhc. While some aspects of the experimental data are described quantitatively or qualitatively by the Monte Carlo models, no model can match all features of the data. These results provide stringent constraints on the strangeness and baryon number production mechanisms in pp collisions.

Keyword(s): p p: colliding beams ; string: decay ; p p: scattering ; production: thermal ; hadronization: model ; multiplicity: dependence ; quark: valence ; baryon: production ; Xi: production ; strangeness ; angular correlation ; correlation ; meson ; hadron ; pi: particle identification ; K: particle identification ; p: particle identification ; Lambda: particle identification ; HERWIG ; numerical calculations: Monte Carlo ; correlation function ; quantum number ; ALICE ; cluster ; PYTHIA ; baryon number ; experimental results ; 13000 GeV-cms ; Hadron-Hadron Scattering ; Particle Correlations and Fluctuations ; Relativistic Heavy Ion Physics

Classification:

Note: 37 pages, 14 captioned figures, 3 tables, authors from page 31, published version, figures at http://alice-publications.web.cern.ch/node/9678. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC-BY 4.0)

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)
  7. CosmicAntiNuclei - Constraining cosmic antinuclei fluxes for indirect dark matter searches with precision measurements of rare antimatter cluster formation (950692) (950692)
  8. DFG project G:(GEPRIS)491382106 - Open-Access-Publikationskosten / 2025-2027 / GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (491382106) (491382106)
Experiment(s):
  1. LHC: ALICE

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 Record created 2025-01-13, last modified 2025-03-24