First observation of an attractive interaction between a proton and a cascade baryon
Journal article
Authors | 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., Alfanda, H. M., Alfaro Molina, R., Ali, B., Ali, Y., Alici, A., Alkin, A., Alme, J., Alt, T., Altenkamper, L., Altsybeev, I., Anaam, M. N., Andrei, C., Andreou, D., Andrews, H. A., Andronic, A., Angeletti, M., Anguelov, V., Anson, C., Antičić, T., Antinori, F., Antonioli, P., Anwar, R., Apadula, N., Aphecetche, L., Appelshäuser, H., Arcelli, S., Arnaldi, R., Arratia, M., Arsene, I. C., Arslandok, M., Augustinus, A., Averbeck, R., Aziz, S., Azmi, M. D., Badalà, A., Baek, Y. W., Bagnasco, S., Bailhache, R., Bala, R., Baldisseri, A., Ball, M., Baral, R. C., Barbera, R., Barioglio, L., Barnaföldi, G. 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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−⊕¯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−⊕¯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. |
Keywords | General Physics and Astronomy; Large Hadron Collider; baryon interaction |
Year | 2019 |
Journal | Physical Review Letters |
Journal citation | 123 (11), pp. 1-13 |
Publisher | American Physical Society (APS) |
ISSN | 0031-9007 |
1079-7114 | |
Digital Object Identifier (DOI) | https://doi.org/10.1103/physrevlett.123.112002 |
Web address (URL) | https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.112002 |
hdl:10545/624200 | |
Output status | Published |
Publication dates | 13 Sep 2019 |
Publication process dates | |
Deposited | 07 Oct 2019, 15:20 |
Accepted | 28 Jun 2019 |
Rights | Attribution-ShareAlike 3.0 United States |
Contributors | STFC Daresbury Laboratory |
File | File Access Level Restricted |
File | File Access Level Restricted |
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