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U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Measurement of beauty-strange meson production in Pb–Pb collisions at s NN =5.02 TeV via non-prompt D s + mesons

Journal Article · · Physics Letters. B
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  1. Univ. Clermont Auvergne, Clermont-Ferrand (France); Centre National de la Recherche Scientifique, Clermont-Ferrand (CNRS) (France); ALICE Collaboration. et al.
The production yields of non-prompt $${D}^{+}_{s}$$ mesons, namely $${D}^{+}_{s}$$ mesons from beauty-hadron decays, were measured for the first time as a function of the transverse momentum ($$p_T$$) at midrapidity (|$$y$$| < 0.5) in central and semi-central Pb–Pb collisions at a centre-of-mass energy per nucleon pair $$\sqrt{s{NN}}$$ = 5.02 TeV with the ALICE experiment at the LHC. The $${D}^{+}_{s}$$ mesons and their charge conjugates were reconstructed from the hadronic decay channel $${D}^{+}_{s}$$ → $φπ^+$, with $$φ$$ → K-K+, in the 4 < $$p_T$$ < 36 GeV/c and 2 < $$p_T$$ < 24 GeV/ $$c$$ intervals for the 0–10% and 30–50% centrality classes, respectively. The measured yields of non-prompt $${D}^{+}_{s}$$ mesons are compared to those of prompt $${D}^{+}_{s}$$ and non-prompt $D^0$ mesons by calculating the ratios of the production yields in Pb–Pb collisions and the nuclear modification factor $$R_{AA}$$. The ratio between the $$R_{AA}$$ of non-prompt $${D}^{+}_{s}$$ prompt $${D}^{+}_{s}$$ mesons, and that between the $$R_{AA}$$ of non-prompt $${D}^{+}_{s}$$ and non-prompt $D^0$ mesons in central Pb–Pb collisions are found to be on average higher than unity in the 4 < $$p_T$$ < 12 GeV/ $$c$$ interval with a statistical significance of about 1.6σ and 1.7σ, respectively. The measured $$R_{AA}$$ ratios are compared with the predictions of theoretical models of heavy-quark transport in a hydrodynamically expanding QGP that incorporate hadronisation via quark recombination.
Research Organization:
Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Oak Ridge, TN (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), Nuclear Physics (NP)
Contributing Organization:
ALICE Collaboration
Grant/Contract Number:
AC05-00OR22725
OSTI ID:
2320355
Journal Information:
Physics Letters. B, Journal Name: Physics Letters. B Journal Issue: 1 Vol. 846; ISSN 0370-2693
Publisher:
ElsevierCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (49)

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The ALICE TPC, a large 3-dimensional tracking device with fast readout for ultra-high multiplicity events
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Quark–gluon plasma and color glass condensate at RHIC? The perspective from the BRAHMS experiment journal August 2005
The PHOBOS perspective on discoveries at RHIC journal August 2005
Experimental and theoretical challenges in the search for the quark–gluon plasma: The STAR Collaboration's critical assessment of the evidence from RHIC collisions journal August 2005
Formation of dense partonic matter in relativistic nucleus–nucleus collisions at RHIC: Experimental evaluation by the PHENIX Collaboration journal August 2005
Extraction of heavy-flavor transport coefficients in QCD matter journal November 2018
Heavy flavor at the large hadron collider in a strong coupling approach journal July 2014
J/ ψ suppression at forward rapidity in Pb–Pb collisions at s NN = 5.02  TeV journal March 2017
Nuclear modification factor of D 0 mesons in PbPb collisions at s NN = 5.02 TeV journal July 2018
Chiral crossover in QCD at zero and non-zero chemical potentials journal August 2019
Measurement of B s 0 meson production in pp and PbPb collisions at s NN = 5.02 TeV journal September 2019
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Centrality and transverse momentum dependence of inclusive J/ψ production at midrapidity in Pb–Pb collisions at s NN = 5.02 TeV journal June 2020
Transverse-momentum and event-shape dependence of D-meson flow harmonics in Pb–Pb collisions at s NN = 5.02 TeV journal February 2021
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Observation of Bs0 mesons and measurement of the Bs0/B+ yield ratio in PbPb collisions at TeV journal June 2022
Observation of a multiplicity dependence in the pT-differential charm baryon-to-meson ratios in proton–proton collisions at s=13 TeV journal June 2022
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Properties of hot and dense matter from relativistic heavy ion collisions journal March 2016
Enhanced production of multi-strange hadrons in high-multiplicity proton–proton collisions journal April 2017
On specific QCD properties of heavy quark fragmentation ('dead cone') journal October 1991
Lattice simulations of the thermodynamics of strongly interacting elementary particles and the exploration of new phases of matter in relativistic heavy ion collisions journal September 2006
Single electron yields from semileptonic charm and bottom hadron decays in Au + Au collisions at s N N = 200 GeV journal March 2016
Improved Monte Carlo Glauber predictions at present and future nuclear colliders journal May 2018
Linearized Boltzmann-Langevin model for heavy quark transport in hot and dense QCD matter journal December 2018
Centrality and transverse momentum dependence of D 0 -meson production at mid-rapidity in Au + Au collisions at s NN = 200 GeV journal March 2019
Diffusion of charmed quarks in the quark-gluon plasma journal May 1988
Energy loss of a heavy fermion in a hot QED plasma journal August 1991
hijing: A Monte Carlo model for multiple jet production in pp , pA , and AA collisions journal December 1991
Energy loss of a heavy quark in the quark-gluon plasma journal November 1991
Anisotropic Flow of Charged Particles in Pb-Pb Collisions at s N N = 5.02     TeV journal April 2016
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Studies of Beauty Suppression via Nonprompt D 0 Mesons in Pb-Pb Collisions at s NN = 5.02     TeV journal July 2019
Hadronization and Charm-Hadron Ratios in Heavy-Ion Collisions journal January 2020
First Measurement of Λ c Baryon Production in Au + Au Collisions at s N N = 200     GeV journal May 2020
QCD Crossover at Finite Chemical Potential from Lattice Simulations journal July 2020
Observation of Ds±/D0 Enhancement in Au+Au Collisions at sNN=200  GeV journal August 2021
Strangeness Production in the Quark-Gluon Plasma journal April 1982
Tuning PYTHIA 8.1: the Monash 2013 tune journal August 2014
Measurement of prompt and nonprompt charmonium suppression in $$\text {PbPb}$$ PbPb collisions at 5.02 $$\,\text {Te}\text {V}$$ TeV journal June 2018
Prompt and non-prompt $$J/\psi $$ J / ψ and $$\psi (2\mathrm {S})$$ ψ ( 2 S ) suppression at high transverse momentum in $$5.02~\mathrm {TeV}$$ 5.02 TeV Pb+Pb collisions with the ATLAS experiment journal September 2018
Performance of the ALICE Time-Of-Flight detector at the LHC journal April 2013
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