First observation of an attractive interaction between a proton and a cascade baryon

S. Acharya, D. Adamová, S. P. Adhya, A. Adler, J. Adolfsson, M. M. Aggarwal, G. Aglieri Rinella, M. Agnello, N. Agrawal, Z. Ahammed, S. Ahmad, S. U. Ahn, S. Aiola, A. Akindinov, M. Al-Turany, S. N. Alam, D. S.D. Albuquerque, D. Aleksandrov, B. Alessandro, H. M. AlfandaR. Alfaro Molina, B. Ali, Y. Ali, A. Alici, A. Alkin, J. Alme, T. Alt, L. Altenkamper, I. Altsybeev, M. N. Anaam, C. Andrei, D. Andreou, H. A. Andrews, A. Andronic, M. Angeletti, V. Anguelov, C. Anson, T. Antičić, F. Antinori, P. Antonioli, R. Anwar, N. Apadula, L. Aphecetche, H. Appelshaüser, S. Arcelli, R. Arnaldi, M. Arratia, I. C. Arsene, M. Arslandok, A. Augustinus, R. Averbeck, S. Aziz, M. D. Azmi, A. Badalà, Y. W. Baek, S. Bagnasco, R. Bailhache, R. Bala, A. Baldisseri, M. Ball, R. C. Baral, R. Barbera, L. Barioglio, G. G. Barnaföldi, L. S. Barnby, V. Barret, P. Bartalini, K. Barth, E. Bartsch, F. Baruffaldi, N. Bastid, S. Basu, G. Batigne, B. Batyunya, P. C. Batzing, D. Bauri, J. L. Bazo Alba, I. G. Bearden, C. Bedda, N. K. Behera, I. Belikov, F. Bellini, R. Bellwied, V. Belyaev, G. Bencedi, S. Beole, A. Bercuci, Y. Berdnikov, D. Berenyi, R. A. Bertens, D. Berzano, L. Betev, A. Bhasin, I. R. Bhat, H. Bhatt, B. Bhattacharjee, A. Bianchi, L. Bianchi, N. Bianchi, J. Bielčík, J. Bielčíková, A. Bilandzic, G. Biro, R. Biswas, S. Biswas, J. T. Blair, D. Blau, C. Blume, G. Boca, F. Bock, A. Bogdanov, L. Boldizsár, A. Bolozdynya, M. Bombara, G. Bonomi, M. Bonora, H. Borel, A. Borissov, M. Borri, H. Bossi, E. Botta, C. Bourjau, L. Bratrud, P. Braun-Munzinger, M. Bregant, T. A. Broker, M. Broz, E. J. Brucken, E. Bruna, G. E. Bruno, M. D. Buckland, D. Budnikov, H. Buesching, S. Bufalino, O. Bugnon, P. Buhler, P. Buncic, O. Busch, Z. Buthelezi, J. B. Butt, J. T. Buxton, D. Caffarri, A. Caliva, E. Calvo Villar, R. S. Camacho, P. Camerini, A. A. Capon, F. Carnesecchi, J. Castillo Castellanos, A. J. Castro, E. A.R. Casula, F. Catalano, C. Ceballos Sanchez, P. Chakraborty, S. Chandra, B. Chang, W. Chang, S. Chapeland, M. Chartier, S. Chattopadhyay, S. Chattopadhyay, A. Chauvin, C. Cheshkov, B. Cheynis, V. Chibante Barroso, D. D. Chinellato, S. Cho, P. Chochula, T. Chowdhury, P. Christakoglou, C. H. Christensen, P. Christiansen, T. Chujo, C. Cicalo, L. Cifarelli, F. Cindolo, J. Cleymans, F. Colamaria, D. Colella, A. Collu, M. Colocci, M. Concas, G. Conesa Balbastre, Z. Conesa Del Valle, G. Contin, J. G. Contreras, T. M. Cormier, Y. Corrales Morales, P. Cortese, M. R. Cosentino, F. Costa, S. Costanza, J. Crkovská, P. Crochet, E. Cuautle, L. Cunqueiro, D. Dabrowski, T. Dahms, A. Dainese, F. P.A. Damas, S. Dani, M. C. Danisch, A. Danu, D. Das, I. Das, S. Das, A. Dash, S. Dash, A. Dashi, S. De, A. De Caro, G. De Cataldo, C. De Conti, J. De Cuveland, A. De Falco, D. De Gruttola, N. De Marco, S. De Pasquale, R. D. De Souza, S. Deb, H. F. Degenhardt, A. Deisting, K. R. Deja, A. Deloff, S. Delsanto, P. Dhankher, D. Di Bari, A. Di Mauro, R. A. Diaz, T. Dietel, P. Dillenseger, Y. Ding, R. Divià, Djuvsland, U. Dmitrieva, A. Dobrin, B. Dönigus, O. Dordic, A. K. Dubey, A. Dubla, S. Dudi, A. K. Duggal, M. Dukhishyam, P. Dupieux, R. J. Ehlers, D. Elia, H. Engel, E. Epple, B. Erazmus, F. Erhardt, A. Erokhin, M. R. Ersdal, B. Espagnon, G. Eulisse, J. Eum, D. Evans, S. Evdokimov, L. Fabbietti, M. Faggin, J. Faivre, A. Fantoni, M. Fasel, P. Fecchio, L. Feldkamp, A. Feliciello, G. Feofilov, A. Fernández Téllez, A. Ferrero, A. Ferretti, A. Festanti, V. J.G. Feuillard, J. Figiel, S. Filchagin, D. Finogeev, F. M. Fionda, G. Fiorenza, F. Flor, S. Foertsch, P. Foka, S. Fokin, E. Fragiacomo, A. Francisco, U. Frankenfeld, G. G. Fronze, U. Fuchs, C. Furget, A. Furs, M. Fusco Girard, J. J. Gaardhøje, M. Gagliardi, A. M. Gago, A. Gal, C. D. Galvan, P. Ganoti, C. Garabatos, E. Garcia-Solis, K. Garg, C. Gargiulo, K. Garner, P. Gasik, E. F. Gauger, M. B. Gay Ducati, M. Germain, J. Ghosh, P. Ghosh, S. K. Ghosh, P. Gianotti, P. Giubellino, P. Giubilato, P. Glässel, D. M. Goméz Coral, A. Gomez Ramirez, V. Gonzalez, P. González-Zamora, S. Gorbunov, L. Görlich, S. Gotovac, V. Grabski, L. K. Graczykowski, K. L. Graham, L. Greiner, A. Grelli, C. Grigoras, V. Grigoriev, A. Grigoryan, S. Grigoryan, O. S. Groettvik, J. M. Gronefeld, F. Grosa, J. F. Grosse-Oetringhaus, R. Grosso, R. Guernane, B. Guerzoni, M. Guittiere, K. Gulbrandsen, T. Gunji, A. Gupta, R. Gupta, I. B. Guzman, R. Haake, M. K. Habib, C. Hadjidakis, H. Hamagaki, G. Hamar, M. Hamid, J. C. Hamon, R. Hannigan, M. R. Haque, A. Harlenderova, J. W. Harris, A. Harton, H. Hassan, D. Hatzifotiadou, P. Hauer, S. Hayashi, S. T. Heckel, E. Hellbär, H. Helstrup, A. Herghelegiu, E. G. Hernandez, G. Herrera Corral, F. Herrmann, K. F. Hetland, T. E. Hilden, H. Hillemanns, C. Hills, B. Hippolyte, B. Hohlweger, D. Horak, S. Hornung, R. Hosokawa, P. Hristov, C. Huang, C. Hughes, P. Huhn, T. J. Humanic, H. Hushnud, L. A. Husova, N. Hussain, S. A. Hussain, T. Hussain, D. Hutter, D. S. Hwang, J. P. Iddon, R. Ilkaev, M. Inaba, M. Ippolitov, M. S. Islam, M. Ivanov, V. Ivanov, V. Izucheev, B. Jacak, N. Jacazio, P. M. Jacobs, M. B. Jadhav, S. Jadlovska, J. Jadlovsky, S. Jaelani, C. Jahnke, M. J. Jakubowska, M. A. Janik, M. Jercic, O. Jevons, R. T. Jimenez Bustamante, M. Jin, F. Jonas, P. G. Jones, A. Jusko, P. Kalinak, A. Kalweit, J. H. Kang, V. Kaplin, S. Kar, A. Karasu Uysal, O. Karavichev, T. Karavicheva, P. Karczmarczyk, E. Karpechev, U. Kebschull, R. Keidel, M. Keil, B. Ketzer, Z. Khabanova, A. M. Khan, S. Khan, S. A. Khan, A. Khanzadeev, Y. Kharlov, A. Khatun, A. Khuntia, B. Kileng, B. Kim, B. Kim, D. Kim, D. J. Kim, E. J. Kim, H. Kim, J. S. Kim, J. Kim, J. Kim, J. Kim, M. Kim, S. Kim, T. Kim, K. Kindra, S. Kirsch, I. Kisel, S. Kiselev, A. Kisiel, J. L. Klay, C. Klein, J. Klein, S. Klein, C. Klein-Bösing, S. Klewin, A. Kluge, M. L. Knichel, A. G. Knospe, C. Kobdaj, M. K. Köhler, T. Kollegger, A. Kondratyev, N. Kondratyeva, E. Kondratyuk, P. J. Konopka, L. Koska, O. Kovalenko, V. Kovalenko, M. Kowalski, I. Králik, A. Kravčáková, L. Kreis, M. Krivda, F. Krizek, K. Krizkova Gajdosova, M. Krüger, E. Kryshen, M. Krzewicki, A. M. Kubera, V. Kučera, C. Kuhn, P. G. Kuijer, L. Kumar, S. Kumar, S. Kundu, P. Kurashvili, A. Kurepin, A. B. Kurepin, S. Kushpil, J. Kvapil, M. J. Kweon, Y. Kwon, S. L. La Pointe, P. La Rocca, Y. S. Lai, R. Langoy, K. Lapidus, A. Lardeux, P. Larionov, E. Laudi, R. Lavicka, T. Lazareva, R. Lea, L. Leardini, S. Lee, F. Lehas, S. Lehner, J. Lehrbach, R. C. Lemmon, I. León Monzón, E. D. Lesser, M. Lettrich, P. Lévai, X. Li, X. L. Li, J. Lien, R. Lietava, B. Lim, S. Lindal, V. Lindenstruth, S. W. Lindsay, C. Lippmann, M. A. Lisa, V. Litichevskyi, A. Liu, S. Liu, H. M. Ljunggren, W. J. Llope, I. M. Lofnes, V. Loginov, C. Loizides, P. Loncar, X. Lopez, E. López Torres, P. Luettig, J. R. Luhder, M. Lunardon, G. Luparello, M. Lupi, A. Maevskaya, M. Mager, S. M. Mahmood, T. Mahmoud, A. Maire, R. D. Majka, M. Malaev, Q. W. Malik, L. Malinina, D. Mal'Kevich, P. Malzacher, A. Mamonov, V. Manko, F. Manso, V. Manzari, Y. Mao, M. Marchisone, J. Mareš, G. V. Margagliotti, A. Margotti, J. Margutti, A. Marín, C. Markert, M. Marquard, N. A. Martin, P. Martinengo, J. L. Martinez, M. I. Martínez, G. Martínez Garciá, M. Martinez Pedreira, S. Masciocchi, M. Masera, A. Masoni, L. Massacrier, E. Masson, A. Mastroserio, A. M. Mathis, P. F.T. Matuoka, A. Matyja, C. Mayer, M. Mazzilli, M. A. Mazzoni, A. F. Mechler, F. Meddi, Y. Melikyan, A. Menchaca-Rocha, E. Meninno, M. Meres, S. Mhlanga, Y. Miake, L. Micheletti, M. M. Mieskolainen, D. L. Mihaylov, K. Mikhaylov, A. Mischke, A. N. Mishra, D. Miśkowiec, C. M. Mitu, N. Mohammadi, A. P. Mohanty, B. Mohanty, M. Mohisin Khan, M. Mondal, M. M. Mondal, C. Mordasini, D. A. Moreira De Godoy, L. A.P. Moreno, S. Moretto, A. Morreale, A. Morsch, T. Mrnjavac, V. Muccifora, E. Mudnic, D. Mühlheim, S. Muhuri, J. D. Mulligan, M. G. Munhoz, K. Münning, R. H. Munzer, H. Murakami, S. Murray, L. Musa, J. Musinsky, C. J. Myers, J. W. Myrcha, B. Naik, R. Nair, B. K. Nandi, R. Nania, E. Nappi, M. U. Naru, A. F. Nassirpour, H. Natal Da Luz, C. Nattrass, R. Nayak, T. K. Nayak, S. Nazarenko, R. A. Negrao De Oliveira, L. Nellen, S. V. Nesbo, G. Neskovic, B. S. Nielsen, S. Nikolaev, S. Nikulin, V. Nikulin, F. Noferini, P. Nomokonov, G. Nooren, J. Norman, P. Nowakowski, A. Nyanin, J. Nystrand, M. Ogino, A. Ohlson, J. Oleniacz, A. C. Oliveira Da Silva, M. H. Oliver, J. Onderwaater, C. Oppedisano, R. Orava, A. Ortiz Velasquez, A. Oskarsson, J. Otwinowski, K. Oyama, Y. Pachmayer, V. Pacik, D. Pagano, G. Paić, P. Palni, J. Pan, A. K. Pandey, S. Panebianco, V. Papikyan, P. Pareek, J. Park, J. E. Parkkila, S. Parmar, A. Passfeld, S. P. Pathak, R. N. Patra, B. Paul, H. Pei, T. Peitzmann, X. Peng, L. G. Pereira, H. Pereira Da Costa, D. Peresunko, G. M. Perez, E. Perez Lezama, V. Peskov, Y. Pestov, V. Petráček, M. Petrovici, R. P. Pezzi, S. Piano, M. Pikna, P. Pillot, L. O.D.L. Pimentel, O. Pinazza, L. Pinsky, S. Pisano, D. B. Piyarathna, M. Płoskoń, M. Planinic, F. Pliquett, J. Pluta, S. Pochybova, M. G. Poghosyan, B. Polichtchouk, N. Poljak, W. Poonsawat, A. Pop, H. Poppenborg, S. Porteboeuf-Houssais, V. Pozdniakov, S. K. Prasad, R. Preghenella, F. Prino, C. A. Pruneau, I. Pshenichnov, M. Puccio, V. Punin, K. Puranapanda, J. Putschke, R. E. Quishpe, S. Ragoni, S. Raha, S. Rajput, J. Rak, A. Rakotozafindrabe, L. Ramello, F. Rami, R. Raniwala, S. Raniwala, S. S. Räsänen, B. T. Rascanu, R. Rath, V. Ratza, I. Ravasenga, K. F. Read, K. Redlich, A. Rehman, P. Reichelt, F. Reidt, X. Ren, R. Renfordt, A. Reshetin, J. P. Revol, K. Reygers, V. Riabov, T. Richert, M. Richter, P. Riedler, W. Riegler, F. Riggi, C. Ristea, S. P. Rode, M. Rodríguez Cahuantzi, K. Røed, R. Rogalev, E. Rogochaya, D. Rohr, D. Röhrich, P. S. Rokita, F. Ronchetti, E. D. Rosas, K. Roslon, P. Rosnet, A. Rossi, A. Rotondi, F. Roukoutakis, A. Roy, P. Roy, O. V. Rueda, R. Rui, B. Rumyantsev, A. Rustamov, E. Ryabinkin, Y. Ryabov, A. Rybicki, H. Rytkonen, S. Saarinen, S. Sadhu, S. Sadovsky, K. Šafařík, S. K. Saha, B. Sahoo, P. Sahoo, R. Sahoo, S. Sahoo, P. K. Sahu, J. Saini, S. Sakai, S. Sambyal, V. Samsonov, A. Sandoval, A. Sarkar, D. Sarkar, N. Sarkar, P. Sarma, V. M. Sarti, M. H.P. Sas, E. Scapparone, B. Schaefer, J. Schambach, H. S. Scheid, C. Schiaua, R. Schicker, A. Schmah, C. Schmidt, H. R. Schmidt, M. O. Schmidt, M. Schmidt, N. V. Schmidt, A. R. Schmier, J. Schukraft, Y. Schutz, K. Schwarz, K. Schweda, G. Scioli, E. Scomparin, M. Šefčík, J. E. Seger, Y. Sekiguchi, D. Sekihata, I. Selyuzhenkov, S. Senyukov, E. Serradilla, P. Sett, A. Sevcenco, A. Shabanov, A. Shabetai, R. Shahoyan, W. Shaikh, A. Shangaraev, A. Sharma, A. Sharma, M. Sharma, N. Sharma, A. I. Sheikh, K. Shigaki, M. Shimomura, S. Shirinkin, Q. Shou, Y. Sibiriak, S. Siddhanta, T. Siemiarczuk, D. Silvermyr, G. Simatovic, G. Simonetti, R. Singh, R. Singh, V. K. Singh, V. Singhal, T. Sinha, B. Sitar, M. Sitta, T. B. Skaali, M. Slupecki, N. Smirnov, R. J.M. Snellings, T. W. Snellman, J. Sochan, C. Soncco, J. Song, A. Songmoolnak, F. Soramel, S. Sorensen, I. Sputowska, J. Stachel, I. Stan, P. Stankus, P. J. Steffanic, E. Stenlund, D. Stocco, M. M. Storetvedt, P. Strmen, A. A.P. Suaide, T. Sugitate, C. Suire, M. Suleymanov, M. Suljic, R. Sultanov, M. Šumbera, S. Sumowidagdo, K. Suzuki, S. Swain, A. Szabo, I. Szarka, U. Tabassam, G. Taillepied, J. Takahashi, G. J. Tambave, S. Tang, M. Tarhini, M. G. Tarzila, A. Tauro, G. Tejeda Munõz, A. Telesca, C. Terrevoli, D. Thakur, S. Thakur, D. Thomas, F. Thoresen, R. Tieulent, A. Tikhonov, A. R. Timmins, A. Toia, N. Topilskaya, M. Toppi, F. Torales-Acosta, S. R. Torres, S. Tripathy, T. Tripathy, S. Trogolo, G. Trombetta, L. Tropp, V. Trubnikov, W. H. Trzaska, T. P. Trzcinski, B. A. Trzeciak, T. Tsuji, A. Tumkin, R. Turrisi, T. S. Tveter, K. Ullaland, E. N. Umaka, A. Uras, G. L. Usai, A. Utrobicic, M. Vala, N. Valle, S. Vallero, N. Van Der Kolk, L. V.R. Van Doremalen, M. Van Leeuwen, P. Vande Vyvre, D. Varga, M. Varga-Kofarago, A. Vargas, M. Vargyas, R. Varma, M. Vasileiou, A. Vasiliev, O. Vázquez Doce, V. Vechernin, A. M. Veen, E. Vercellin, S. Vergara Limón, L. Vermunt, R. Vernet, R. Vértesi, L. Vickovic, J. Viinikainen, Z. Vilakazi, O. Villalobos Baillie, A. Villatoro Tello, G. Vino, A. Vinogradov, T. Virgili, V. Vislavicius, A. Vodopyanov, B. Volkel, M. A. Völkl, K. Voloshin, S. A. Voloshin, G. Volpe, B. Von Haller, I. Vorobyev, D. Voscek, J. Vrláková, B. Wagner, Y. Watanabe, M. Weber, S. G. Weber, A. Wegrzynek, D. F. Weiser, S. C. Wenzel, J. P. Wessels, U. Westerhoff, A. M. Whitehead, E. Widmann, J. Wiechula, J. Wikne, G. Wilk, J. Wilkinson, G. A. Willems, E. Willsher, B. Windelband, W. E. Witt, Y. Wu, R. Xu, S. Yalcin, K. Yamakawa, S. Yang, S. Yano, Z. Yin, H. Yokoyama, I. K. Yoo, J. H. Yoon, S. Yuan, A. Yuncu, V. Yurchenko, V. Zaccolo, A. Zaman, C. Zampolli, H. J.C. Zanoli, N. Zardoshti, A. Zarochentsev, P. Závada, N. Zaviyalov, H. Zbroszczyk, M. Zhalov, X. Zhang, Z. Zhang, C. Zhao, V. Zherebchevskii, N. Zhigareva, D. Zhou, Y. Zhou, Z. Zhou, J. Zhu, Y. Zhu, A. Zichichi, M. B. Zimmermann, G. Zinovjev, N. Zurlo

Research output: Contribution to journalArticle

3 Scopus citations

Abstract

This Letter presents the first experimental observation of the attractive strong interaction between a proton and a multistrange baryon (hyperon) Ξ-. The result is extracted from two-particle correlations of combined p-Ξ-S.p-Ξ+ pairs measured in p-Pb collisions at sNN=5.02 TeV at the LHC with ALICE. The measured correlation function is compared with the prediction obtained assuming only an attractive Coulomb interaction and a standard deviation in the range [3.6, 5.3] is found. Since the measured p-Ξ-S.p-Ξ+ correlation is significantly enhanced with respect to the Coulomb prediction, the presence of an additional, strong, attractive interaction is evident. The data are compatible with recent lattice calculations by the HAL-QCD Collaboration, with a standard deviation in the range [1.8, 3.7]. The lattice potential predicts a shallow repulsive Ξ-interaction within pure neutron matter and this implies stiffer equations of state for neutron-rich matter including hyperons. Implications of the strong interaction for the modeling of neutron stars are discussed.

Original languageEnglish (US)
Article number112002
JournalPhysical Review Letters
Volume123
Issue number11
DOIs
StatePublished - Sep 13 2019

    Fingerprint

All Science Journal Classification (ASJC) codes

  • Physics and Astronomy(all)

Cite this

Acharya, S., Adamová, D., Adhya, S. P., Adler, A., Adolfsson, J., Aggarwal, M. M., Aglieri Rinella, G., Agnello, M., Agrawal, N., Ahammed, Z., Ahmad, S., Ahn, S. U., Aiola, S., Akindinov, A., Al-Turany, M., Alam, S. N., Albuquerque, D. S. D., Aleksandrov, D., Alessandro, B., ... Zurlo, N. (2019). First observation of an attractive interaction between a proton and a cascade baryon. Physical Review Letters, 123(11), [112002]. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.112002