skip to main content
OSTI.GOV title logo U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Title: Investigating the role of strangeness in baryon–antibaryon annihilation at the LHC

Journal Article · · Physics Letters. B
 [1]; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; more »; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; « less
  1. Homi Bhabha National Institute, Kolkata (India); ALICE Collaboration et al.

Annihilation dynamics plays a fundamental role in the baryon–antibaryon interaction ($$B–\bar{B}$$) at low-energy and its strength and range are crucial in the assessment of possible baryonic bound states. Experimental data on annihilation cross sections are available for the $$p–\bar{p}$$ system but not in the low relative momentum region. Data regarding the $$B–\bar{B}$$ interaction with strange degrees of freedom are extremely scarce, hence the modeling of the annihilation contributions is mainly based on nucleon–antinucleon ($$N–\bar{N}$$) results, when available. In this letter we present a measurement of the $$p–\bar{p}$$, $$p–\bar{Λ}$$⊕$$p–{Λ}$$ and $$Λ–\bar{Λ}$$ interaction using correlation functions in the relative momentum space in high-multiplicity triggered pp collisions at $$\sqrt{s}$$=13 TeV recorded by ALICE at the LHC. In the $$p–\bar{p}$$ system the couplings to the mesonic channels in different partial waves are extracted by adopting a coupled-channel approach with recent χEFT potentials. The inclusion of these inelastic channels provides good agreement with the data, showing a significant presence of the annihilation term down to zero momentum. Predictions obtained using the Lednický–Lyuboshits formula and scattering parameters obtained from heavy-ion collisions, hence mainly sensitive to elastic processes, are compared with the experimental $$p–\bar{Λ}$$⊕$$p–{Λ}$$ and $$Λ–\bar{Λ}$$ correlations. The model describes the $$Λ–\bar{Λ}$$ data and underestimates the $$p–\bar{Λ}$$⊕$$p–{Λ}$$ data in the region of momenta below 200 MeV/c. The observed deviation indicates a different contribution of annihilation channels to the two systems containing strange hadrons.

Research Organization:
Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States); Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States); Univ. of Tennessee, Knoxville, TN (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), Nuclear Physics (NP)
Contributing Organization:
ALICE Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-05CH11231; AC05-00OR22725; FG02-96ER40982
OSTI ID:
1896968
Alternate ID(s):
OSTI ID: 1924249; OSTI ID: 2007941
Journal Information:
Physics Letters. B, Vol. 829; ISSN 0370-2693
Publisher:
ElsevierCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (54)

TheNN¯interaction in a constituent quark model: Baryonium states and protonium level shifts journal April 2006
Baryon-antibaryon annihilation and reproduction in relativistic heavy-ion collisions journal February 2018
Measurement of strange baryon–antibaryon interactions with femtoscopic correlations journal March 2020
Observation of octet and decuplet hyperons in e+e− annihilation at 10 GeV centre-of-mass energy journal January 1987
Extracting baryon-antibaryon strong-interaction potentials from p Λ ¯ femtoscopic correlation functions journal May 2014
Kp Correlation Function from High-Energy Nuclear Collisions and Chiral SU(3) Dynamics journal April 2020
Coupled-channel effects in hadron–hadron correlation functions journal January 2019
Meson-baryon dynamics in the nucleon-antinucleon system. II. Annihilation into two mesons journal October 1991
Meson-exchange and quark-gluon transitions in thep¯p→Λ¯Λ process journal December 1992
Paris N N ¯ potential constrained by recent antiprotonic-atom data and n ¯ p total cross sections journal May 2009
Review of Particle Physics journal August 2018
Neutral-strange-particle production in p Ne 20 and pN interactions at 300 GeV journal May 1991
The ALICE TPC, a large 3-dimensional tracking device with fast readout for ultra-high multiplicity events
  • Alme, J.; Andres, Y.; Appelshäuser, H.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 622, Issue 1 https://doi.org/10.1016/j.nima.2010.04.042
journal October 2010
Extraction of baryonia from the lightest antiprotonic atoms journal September 2020
Origin of the structures observed in e + e annihilation into multipion states around the p ¯ p threshold journal September 2015
Three-flavor chiral effective model with four baryonic multiplets within the mirror assignment journal August 2016
Coupled-channel effects in hadron-hadron correlation functions text January 2018
Measurement of the ratio ofΣ0toΛ0inclusive production from 28.5-GeV/cprotons on beryllium journal August 1987
Antiprotonic-hydrogen atoms journal October 1989
Investigation of the p–Σ0 interaction via femtoscopy in pp collisions journal June 2020
The physics of nucleon-antinucleon annihilation journal January 1992
Study of the Strong Interaction Among Hadrons with Correlations at the LHC journal September 2021
p p ,   p Λ , and Λ Λ correlations studied via femtoscopy in p p reactions at s = 7 TeV journal February 2019
Thermal-FIST: A package for heavy-ion collisions and hadronic equation of state journal November 2019
A femtoscopic correlation analysis tool using the Schrödinger equation (CATS) journal May 2018
The GlueX beamline and detector
  • Adhikari, S.; Akondi, C. S.; Al Ghoul, H.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 987 https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164807
journal January 2021
Antinucleon–nucleon interaction at low energy: scattering and protonium journal September 2002
Paris NN¯ potential and recent proton-antiproton low energy data journal December 1994
Study of e + e p p ¯ using initial state radiation with BABAR journal January 2006
p¯p→Ξ¯Ξ reaction in the meson exchange picture journal June 1993
Performance of the ALICE Time-Of-Flight detector at the LHC journal April 2013
EPOS LHC: Test of collective hadronization with data measured at the CERN Large Hadron Collider journal September 2015
Energy-dependent partial-wave analysis of all antiproton-proton scattering data below 925 MeV/ c journal October 2012
Example of an Antiproton-Nucleon Annihilation journal May 1956
Search for a common baryon source in high-multiplicity pp collisions at the LHC journal December 2020
Baryon-antibaryon annihilation and reproduction in relativistic heavy-ion collisions text January 2017
The ALICE TPC, a large 3-dimensional tracking device with fast readout for ultra-high multiplicity events text January 2010
Measurement of the branching fraction and decay rate asymmetry ofBDπ+ππ0K journal October 2005
Low Energy Antiproton Physics journal December 1991
"Table 2" of "Observation of Octet and Decuplet Hyperons in $e^+ e^-$ Annihilation at 10-{GeV} Center-of-mass Energy" dataset January 1987
Observation of a Near-Threshold Enhancement in the p p ¯ Mass Spectrum from Radiative J / ψ γ p p ¯ Decays journal July 2003
Spin-Parity Analysis of p p ¯ Mass Threshold Structure in J / ψ and ψ ( 3686 ) Radiative Decays journal March 2012
Study of the Λ–Λ interaction with femtoscopy correlations in p p and p–Pb collisions at the LHC journal October 2019
An introduction to PYTHIA 8.2 journal June 2015
Reaction p ¯ p →Λ¯Λ in the meson-exchange picture journal March 1992
Singlet spin fraction in and the proton formfactor at threshold journal June 1993
Strangeness exchange in antiproton-proton scattering journal April 1992
Unveiling the strong interaction among hadrons at the LHC journal December 2020
Thermal-FIST: A package for heavy-ion collisions and hadronic equation of state text January 2019
Meson-baryon dynamics in the nucleon-antinucleon system. I. The nucleon-antinucleon interaction journal October 1991
FEMTOSCOPY IN RELATIVISTIC HEAVY ION COLLISIONS: Two Decades of Progress journal December 2005
Kaon–proton strong interaction at low relative momentum via femtoscopy in Pb–Pb collisions at the LHC journal November 2021
Performance of the ALICE VZERO system journal October 2013
Proton-Λ correlations in central Au+Au collisions at s NN = 200 GeV journal December 2006


Similar Records

Accessing the strong interaction between Λ baryons and charged kaons with the femtoscopy technique at the LHC
Journal Article · Mon Aug 28 00:00:00 EDT 2023 · Physics Letters. B · OSTI ID:1896968

Observation of the doubly strange b-Baryon Ωb-
Thesis/Dissertation · Tue Feb 01 00:00:00 EST 2011 · OSTI ID:1896968

Experimental Evidence for an Attractive p ϕ Interaction
Journal Article · Wed Oct 20 00:00:00 EDT 2021 · Physical Review Letters · OSTI ID:1896968