Femtoscopic study of the proton-proton and proton-deuteron systems in heavy-ion collisions at the LHC

  • S. Acharya
  • , G. Aglieri Rinella
  • , L. Aglietta
  • , M. Agnello
  • , N. Agrawal
  • , Z. Ahammed
  • , S. Ahmad
  • , S. U. Ahn
  • , I. Ahuja
  • , Zul Akbar
  • , A. Akindinov
  • , V. Akishina
  • , M. Al-Turany
  • , D. Aleksandrov
  • , B. Alessandro
  • , H. M. Alfanda
  • , R. Alfaro Molina
  • , B. Ali
  • , A. Alici
  • , N. Alizadehvandchali
  • A. Alkin, J. Alme, G. Alocco, T. Alt, A. R. Altamura, I. Altsybeev, M. N. Anaam, C. Andrei, N. Andreou, A. Andronic, E. Andronov, V. Anguelov, F. Antinori, P. Antonioli, N. Apadula, H. Appelshäuser, C. Arata, S. Arcelli, R. Arnaldi, J. G.M.C.A. Arneiro, I. C. Arsene, M. Arslandok, A. Augustinus, R. Averbeck, D. Averyanov, M. D. Azmi, H. Baba, A. Badalà, J. Bae, Y. Bae, Y. W. Baek, X. Bai, R. Bailhache, Y. Bailung, R. Bala, A. Baldisseri, B. Balis, S. Bangalia, Z. Banoo, V. Barbasova, F. Barile, L. Barioglio, M. Barlou, B. Barman, G. G. Barnaföldi, L. S. Barnby, E. Barreau, V. Barret, L. Barreto, K. Barth, E. Bartsch, N. Bastid, S. Basu, G. Batigne, D. Battistini, B. Batyunya, D. Bauri, J. L. Bazo Alba, I. G. Bearden, P. Becht, D. Behera, I. Belikov, V. D. Bella, F. Bellini, R. Bellwied, S. Belokurova, L. G.E. Beltran, Y. A.V. Beltran, G. Bencedi, A. Bensaoula, S. Beole, Y. Berdnikov, A. Berdnikova, L. Bergmann, L. Bernardinis, L. Betev, P. P. Bhaduri, T. Bhalla, A. Bhasin, B. Bhattacharjee, S. Bhattarai, L. Bianchi, J. Bielčík, J. Bielčíková, A. P. Bigot, A. Bilandzic, A. Binoy, G. Biro, S. Biswas, D. Blau, M. B. Blidaru, N. Bluhme, C. Blume, F. Bock, T. Bodova, J. Bok, L. Boldizsár, M. Bombara, P. M. Bond, G. Bonomi, H. Borel, A. Borissov, A. G. Borquez Carcamo, E. Botta, Y. E.M. Bouziani, D. C. Brandibur, L. Bratrud, P. Braun-Munzinger, M. Bregant, M. Broz, G. E. Bruno, V. D. Buchakchiev, M. D. Buckland, D. Budnikov, H. Buesching, S. Bufalino, P. Buhler, N. Burmasov, Z. Buthelezi, A. Bylinkin, S. A. Bysiak, C. Carr, J. C. Cabanillas Noris, M. F.T. Cabrera, H. Caines, A. Caliva, E. Calvo Villar, J. M.M. Camacho, P. Camerini, M. T. Camerlingo, F. D.M. Canedo, S. Cannito, S. L. Cantway, M. Carabas, F. Carnesecchi, L. A.D. Carvalho, J. Castillo Castellanos, M. Castoldi, F. Catalano, S. Cattaruzzi, R. Cerri, I. Chakaberia, P. Chakraborty, S. Chandra, S. Chapeland, M. Chartier, S. Chattopadhay, M. Chen, T. Cheng, C. Cheshkov, D. Chiappara, V. Chibante Barroso, D. D. Chinellato, F. Chinu, E. S. Chizzali, J. Cho, S. Cho, P. Chochula, Z. A. Chochulska, D. Choudhury, S. Choudhury, P. Christakoglou, C. H. Christensen, P. Christiansen, T. Chujo, M. Ciacco, C. Cicalo, G. Cimador, F. Cindolo, M. R. Ciupek, G. Clai, F. Colamaria, J. S. Colburn, D. Colella, A. Colelli, M. Colocci, M. Concas, G. Conesa Balbastre, Z. Conesa Del Valle, G. Contin, J. G. Contreras, M. L. Coquet, P. Cortese, M. R. Cosentino, F. Costa, S. Costanza, P. Crochet, M. M. Czarnynoga, A. Dainese, G. Dange, M. C. Danisch, A. Danu, P. Das, S. Das, A. R. Dash, S. Dash, A. De Caro, G. De Cataldo, J. De Cuveland, A. De Falco, D. De Gruttola, N. De Marco, C. De Martin, S. De Pasquale, R. Deb, R. Del Grande, L. Dello Stritto, G. G.A. De Souza, P. Dhankher, D. Di Bari, M. Di Costanzo, A. Di Mauro, B. Di Ruzza, B. Diab, R. A. Diaz, Y. Ding, J. Ditzel, R. Divià, Djuvsland, U. Dmitrieva, A. Dobrin, B. Dönigus, L. Döpper, J. M. Dubinski, A. Dubla, P. Dupieux, N. Dzalaiova, T. M. Eder, R. J. Ehlers, F. Eisenhut, R. Ejima, D. Elia, B. Erazmus, F. Ercolessi, B. Espagnon, G. Eulisse, D. Evans, S. Evdokimov, L. Fabbietti, M. Faggin, J. Faivre, F. Fan, W. Fan, T. Fang, A. Fantoni, M. Fasel, G. Feofilov, A. Fernández Téllez, L. Ferrandi, M. B. Ferrer, A. Ferrero, C. Ferrero, A. Ferretti, V. J.G. Feuillard, D. Finogeev, F. M. Fionda, F. Flor, A. N. Flores, S. Foertsch, I. Fokin, S. Fokin, U. Follo, R. Forynski, E. Fragiacomo, E. Frajna, H. Fribert, U. Fuchs, N. Funicello, C. Furget, A. Furs, T. Fusayasu, J. J. Gaardhøje, M. Gagliardi, A. M. Gago, T. Gahlaut, C. D. Galvan, S. Gami, D. R. Gangadharan, P. Ganoti, C. Garabatos, J. M. Garcia, T. García Chávez, E. Garcia-Solis, S. Garetti, C. Gargiulo, P. Gasik, H. M. Gaur, A. Gautam, M. B.Gay Ducati, M. Germain, R. A. Gernhaeuser, C. Ghosh, M. Giacalone, G. Gioachin, S. K. Giri, P. Giubellino, P. Giubilato, A. M.C. Glaenzer, P. Glässel, E. Glimos, V. Gonzalez, P. Gordeev, M. Gorgon, K. Goswami, S. Gotovac, V. Grabski, L. K. Graczykowski, E. Grecka, A. Grelli, C. Grigoras, V. Grigoriev, S. Grigoryan, O. S. Groettvik, F. Grosa, J. F. Grosse-Oetringhaus, R. Grosso, D. Grund, N. A. Grunwald, R. Guernane, M. Guilbaud, K. Gulbrandsen, J. K. Gumprecht, T. Gündem, T. Gunji, J. Guo, W. Guo, A. Gupta, R. Gupta, R. Gupta, K. Gwizdziel, L. Gyulai, C. Hadjidakis, F. U. Haider, S. Haidlova, M. Haldar, H. Hamagaki, Y. Han, B. G. Hanley, R. Hannigan, J. Hansen, J. W. Harris, A. Harton, M. V. Hartung, H. Hassan, D. Hatzifotiadou, P. Hauer, L. B. Havener, E. Hellbär, H. Helstrup, M. Hemmer, T. Herman, S. G. Hernandez, G. Herrera Corral, S. Herrmann, K. F. Hetland, B. Heybeck, H. Hillemanns, B. Hippolyte, I. P.M. Hobus, F. W. Hoffmann, B. Hofman, M. Horst, A. Horzyk, Y. Hou, P. Hristov, P. Huhn, L. M. Huhta, T. J. Humanic, V. Humlova, A. Hutson, D. Hutter, M. C. Hwang, R. Ilkaev, M. Inaba, M. Ippolitov, A. Isakov, T. Isidori, M. S. Islam, S. Iurchenko, M. Ivanov, M. Ivanov, V. Ivanov, K. E. Iversen, J. G. Kim, M. Jablonski, B. Jacak, N. Jacazio, P. M. Jacobs, S. Jadlovska, J. Jadlovsky, S. Jaelani, C. Jahnke, M. J. Jakubowska, M. A. Janik, S. Ji, S. Jia, T. Jiang, A. A.P. Jimenez, S. Jin, F. Jonas, D. M. Jones, J. M. Jowett, J. Jung, M. Jung, A. Junique, A. Jusko, J. Kaewjai, P. Kalinak, A. Kalweit, A. Karasu Uysal, N. Karatzenis, O. Karavichev, T. Karavicheva, E. Karpechev, M. J. Karwowska, U. Kebschull, M. Keil, B. Ketzer, J. Keul, S. S. Khade, A. M. Khan, S. Khan, A. Khanzadeev, Y. Kharlov, A. Khatun, A. Khuntia, Z. Khuranova, A. Kievsky, B. Kileng, B. Kim, C. Kim, D. J. Kim, D. Kim, E. J. Kim, G. Kim, H. Kim, J. Kim, J. Kim, J. Kim, M. Kim, S. Kim, T. Kim, K. Kimura, S. Kirsch, I. Kisel, S. Kiselev, A. Kisiel, J. L. Klay, J. Klein, S. Klein, C. Klein-Bösing, M. Kleiner, T. Klemenz, A. Kluge, C. Kobdaj, R. Kohara, T. Kollegger, A. Kondratyev, N. Kondratyeva, J. Konig, P. J. Konopka, G. Kornakov, M. Korwieser, S. D. Koryciak, C. Koster, A. Kotliarov, N. Kovacic, V. Kovalenko, M. Kowalski, V. Kozhuharov, G. Kozlov, I. Králik, A. Kravčáková, L. Krcal, M. Krivda, F. Krizek, K. Krizkova Gajdosova, C. Krug, M. Krüger, D. M. Krupova, E. Kryshen, V. Kučera, C. Kuhn, P. G. Kuijer, T. Kumaoka, D. Kumar, L. Kumar, N. Kumar, S. Kumar, S. Kundu, M. Kuo, P. Kurashvili, A. B. Kurepin, S. Kurita, A. Kuryakin, S. Kushpil, V. Kuskov, M. Kutyla, A. Kuznetsov, M. J. Kweon, Y. Kwon, S. L.La Pointe, P. La Rocca, A. Lakrathok, M. Lamanna, S. Lambert, A. R. Landou, R. Langoy, P. Larionov, E. Laudi, L. Lautner, R. A.N. Laveaga, R. Lavicka, R. Lea, H. Lee, I. Legrand, G. Legras, A. M. Lejeune, T. M. Lelek, R. C. Lemmon, I. León Monzón, M. M. Lesch, P. Lévai, M. Li, P. Li, X. Li, B. E. Liang-Gilman, J. Lien, R. Lietava, I. Likmeta, B. Lim, H. Lim, S. H. Lim, S. Lin, V. Lindenstruth, C. Lippmann, D. Liskova, D. H. Liu, J. Liu, G. S.S. Liveraro, I. M. Lofnes, C. Loizides, S. Lokos, J. Lömker, X. Lopez, E. López Torres, C. Lotteau, P. Lu, W. Lu, Z. Lu, F. V. Lugo, J. Luo, G. Luparello, M. A.T. Johnson, Y. G. Ma, M. Mager, A. Maire, E. M. Majerz, M. V. Makariev, M. Malaev, G. Malfattore, N. M. Malik, N. Malik, S. K. Malik, D. Mallick, N. Mallick, G. Mandaglio, S. K. Mandal, A. Manea, V. Manko, A. K. Manna, F. Manso, G. Mantzaridis, V. Manzari, Y. Mao, R. W. Marcjan, L. E. Marcucci, G. V. Margagliotti, A. Margotti, A. Marín, C. Markert, P. Martinengo, M. I. Martínez, G. Martínez García, M. P.P. Martins, S. Masciocchi, M. Masera, A. Masoni, L. Massacrier, O. Massen, A. Mastroserio, L. Mattei, S. Mattiazzo, A. Matyja, F. Mazzaschi, M. Mazzilli, Y. Melikyan, M. Melo, A. Menchaca-Rocha, J. E.M. Mendez, E. Meninno, A. S. Menon, M. W. Menzel, M. Meres, L. Micheletti, D. Mihai, D. L. Mihaylov, A. U. Mikalsen, K. Mikhaylov, N. Minafra, D. Miśkowiec, A. Modak, B. Mohanty, M. Mohisin Khan, M. A. Molander, M. M. Mondal, S. Monira, D. A. Moreira De Godoy, I. Morozov, A. Morsch, T. Mrnjavac, S. Mrozinski, V. Muccifora, S. Muhuri, A. Mulliri, M. G. Munhoz, R. H. Munzer, H. Murakami, L. Musa, J. Musinsky, J. W. Myrcha, N. B. Sundstrom, B. Naik, A. I. Nambrath, B. K. Nandi, R. Nania, E. Nappi, A. F. Nassirpour, V. Nastase, A. Nath, N. F. Nathanson, C. Nattrass, K. Naumov, A. Neagu, L. Nellen, R. Nepeivoda, S. Nese, N. Nicassio, B. S. Nielsen, E. G. Nielsen, S. Nikolaev, V. Nikulin, F. Noferini, S. Noh, P. Nomokonov, J. Norman, N. Novitzky, J. Nystrand, M. R. Ockleton, M. Ogino, S. Oh, A. Ohlson, M. Oida, V. A. Okorokov, J. Oleniacz, C. Oppedisano, A. Ortiz Velasquez, J. Otwinowski, M. Oya, K. Oyama, S. Padhan, D. Pagano, G. Paić, S. Paisano-Guzmán, A. Palasciano, I. Panasenko, S. Panebianco, P. Panigrahi, C. Pantouvakis, H. Park, J. Park, S. Park, J. E. Parkkila, Y. Patley, R. N. Patra, P. Paudel, B. Paul, H. Pei, T. Peitzmann, X. Peng, M. Pennisi, S. Perciballi, D. Peresunko, G. M. Perez, Y. Pestov, V. Petrov, M. Petrovici, S. Piano, M. Pikna, P. Pillot, O. Pinazza, L. Pinsky, C. Pinto, S. Pisano, M. Płoskoń, M. Planinic, D. K. Plociennik, M. G. Poghosyan, B. Polichtchouk, S. Politano, N. Poljak, A. Pop, S. Porteboeuf-Houssais, I. Y. Pozos, K. K. Pradhan, S. K. Prasad, S. Prasad, R. Preghenella, F. Prino, C. A. Pruneau, I. Pshenichnov, M. Puccio, S. Pucillo, L. Quaglia, A. M.K. Radhakrishnan, S. Ragoni, A. Rai, A. Rakotozafindrabe, N. Ramasubramanian, L. Ramello, C. O. Ramírez-Álvarez, M. Rasa, S. S. Räsänen, R. Rath, M. P. Rauch, I. Ravasenga, K. F. Read, C. Reckziegel, A. R. Redelbach, K. Redlich, C. A. Reetz, H. D. Regules-Medel, A. Rehman, F. Reidt, H. A. Reme-Ness, K. Reygers, A. Riabov, V. Riabov, R. Ricci, M. Richter, A. A. Riedel, W. Riegler, A. G. Riffero, M. Rignanese, C. Ripoli, C. Ristea, M. V. Rodriguez, M. Rodríguez Cahuantzi, K. Røed, R. Rogalev, E. Rogochaya, D. Rohr, D. Röhrich, S. Rojas Torres, P. S. Rokita, G. Romanenko, F. Ronchetti, D. Rosales Herrera, E. D. Rosas, K. Roslon, A. Rossi, A. Roy, S. Roy, N. Rubini, J. A. Rudolph, D. Ruggiano, R. Rui, P. G. Russek, R. Russo, A. Rustamov, E. Ryabinkin, Y. Ryabov, A. Rybicki, L. C.V. Ryder, J. Ryu, W. Rzesa, B. Sabiu, S. Sadhu, S. Sadovsky, J. Saetre, S. Saha, B. Sahoo, R. Sahoo, D. Sahu, P. K. Sahu, J. Saini, K. Sajdakova, S. Sakai, S. Sambyal, D. Samitz, I. Sanna, T. B. Saramela, D. Sarkar, P. Sarma, V. Sarritzu, V. M. Sarti, M. H.P. Sas, S. Sawan, E. Scapparone, J. Schambach, H. S. Scheid, C. Schiaua, R. Schicker, F. Schlepper, A. Schmah, C. Schmidt, M. O. Schmidt, M. Schmidt, N. V. Schmidt, A. R. Schmier, J. Schoengarth, R. Schotter, A. Schröter, J. Schukraft, K. Schweda, G. Scioli, E. Scomparin, J. E. Seger, Y. Sekiguchi, D. Sekihata, M. Selina, I. Selyuzhenkov, S. Senyukov, J. J. Seo, D. Serebryakov, L. Serkin, L. Šerkšnytė, A. Sevcenco, T. J. Shaba, A. Shabetai, R. Shahoyan, A. Shangaraev, B. Sharma, D. Sharma, H. Sharma, M. Sharma, S. Sharma, T. Sharma, U. Sharma, A. Shatat, O. Sheibani, K. Shigaki, M. Shimomura, S. Shirinkin, Q. Shou, Y. Sibiriak, S. Siddhanta, T. Siemiarczuk, T. F. Silva, D. Silvermyr, T. Simantathammakul, R. Simeonov, B. Singh, B. Singh, K. Singh, R. Singh, R. Singh, S. Singh, V. K. Singh, V. Singhal, T. Sinha, B. Sitar, M. Sitta, T. B. Skaali, G. Skorodumovs, N. Smirnov, R. J.M. Snellings, E. H. Solheim, C. Sonnabend, J. M. Sonneveld, F. Soramel, A. B. Soto-Hernandez, R. Spijkers, I. Sputowska, J. Staa, J. Stachel, I. Stan, T. Stellhorn, S. F. Stiefelmaier, D. Stocco, I. Storehaug, N. J. Strangmann, P. Stratmann, S. Strazzi, A. Sturniolo, C. P. Stylianidis, A. A.P. Suaide, C. Suire, A. Suiu, M. Sukhanov, M. Suljic, R. Sultanov, V. Sumberia, S. Sumowidagdo, L. H. Tabares, S. F. Taghavi, J. Takahashi, G. J. Tambave, Z. Tang, J. Tanwar, J. D. Tapia Takaki, N. Tapus, L. A. Tarasovicova, M. G. Tarzila, A. Tauro, A. Tavira García, G. Tejeda Mu, L. Terlizzi, C. Terrevoli, D. Thakur, S. Thakur, M. Thogersen, D. Thomas, A. Tikhonov, N. Tiltmann, A. R. Timmins, M. Tkacik, A. Toia, R. Tokumoto, S. Tomassini, K. Tomohiro, N. Topilskaya, M. Toppi, V. V. Torres, A. Trifiró, T. Triloki, A. S. Triolo, S. Tripathy, T. Tripathy, S. Trogolo, V. Trubnikov, W. H. Trzaska, T. P. Trzcinski, C. Tsolanta, R. Tu, A. Tumkin, R. Turrisi, T. S. Tveter, K. Ullaland, B. Ulukutlu, S. Upadhyaya, A. Uras, M. Urioni, G. L. Usai, M. Vaid, M. Vala, N. Valle, L. V.R. Van Doremalen, M. Van Leeuwen, C. A. Van Veen, R. J.G. Van Weelden, D. Varga, Z. Varga, P. Vargas Torres, M. Vasileiou, A. Vasiliev, O. Vázquez Doce, O. Vazquez Rueda, V. Vechernin, P. Veen, E. Vercellin, R. Verma, R. Vértesi, M. Verweij, L. Vickovic, Z. Vilakazi, O. Villalobos Baillie, A. Villani, A. Vinogradov, T. Virgili, M. M.O. Virta, M. Viviani, A. Vodopyanov, B. Volkel, M. A. Völkl, S. A. Voloshin, G. Volpe, B. Von Haller, I. Vorobyev, N. Vozniuk, J. Vrláková, J. Wan, C. Wang, D. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Z. Wang, A. Wegrzynek, F. Weiglhofer, S. C. Wenzel, J. P. Wessels, P. K. Wiacek, J. Wiechula, J. Wikne, G. Wilk, J. Wilkinson, G. A. Willems, B. Windelband, M. Winn, J. Witte, J. R. Wright, C. Wu, W. Wu, Y. Wu, K. Xiong, Z. Xiong, L. Xu, R. Xu, A. Yadav, A. K. Yadav, Y. Yamaguchi, S. Yang, S. Yang, S. Yano, E. R. Yeats, J. Yi, Z. Yin, I. K. Yoo, J. H. Yoon, H. Yu, S. Yuan, A. Yuncu, V. Zaccolo, C. Zampolli, F. Zanone, N. Zardoshti, P. Závada, M. Zhalov, B. Zhang, C. Zhang, L. Zhang, M. Zhang, M. Zhang, S. Zhang, X. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, Z. Zhang, M. Zhao, V. Zherebchevskii, Y. Zhi, D. Zhou, Y. Zhou, J. Zhu, S. Zhu, Y. Zhu, S. C. Zugravel, N. Zurlo

Research output: Contribution to journalArticlepeer-review

Abstract

This work reports femtoscopic correlations of p-−p(p‾-−p‾) and p−−d(p‾-−d‾) pairs measured in Pb–Pb collisions at center-of-mass energy per nucleon sNN = 5.02 TeV in the ALICE Collaboration. A fit to the measured proton-proton correlation functions allows one to extract the dependence of the nucleon femtoscopic radius of the particle-emitting source on the pair transverse mass (mT) and on the average charge particle multiplicity 〈dNch/dη〉1/3 for three centrality intervals (0–10%,10−−30%,30−−50%). In both cases, the expected power-law and linear scalings are observed, respectively. The measured p–d correlations can be described by both two- and three-body calculations, indicating that the femtoscopy observable is not sensitive to the short-distance features of the dynamics of the p-(p-n) system, due to the large inter-particle distances in Pb–Pb collisions at the LHC. Indeed, in this study, the minimum measured femtoscopic source sizes for protons and deuterons have a minimum value at 2.73−0.05+0.05 and 3.10−0.86+1.04 fm, respectively, for the 30–50% centrality collisions. Moreover, the m T-scaling obtained for the p–p and p–d systems is compatible within 1 σ of the uncertainties. These findings provide new input for fundamental studies on the production of light (anti)nuclei under extreme conditions.

Original languageEnglish
Article number139921
JournalPhysics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics
Volume871
DOIs
StatePublished - Dec 2025

Fingerprint

Dive into the research topics of 'Femtoscopic study of the proton-proton and proton-deuteron systems in heavy-ion collisions at the LHC'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this