Archivio Istituzionale della RicercaThis letter reports the first measurement of spin alignment, with respect to the helicity axis, for ${\rm D^{*+}}$ vector mesons and their charge conjugates from charm-quark hadronisation (prompt) and from beauty-meson decays (non-prompt) in hadron collisions. The measurements were performed at midrapidity ($|y|<0.8$) as a function of transverse momentum ($p_{\rm T}$) in proton-proton (pp) collisions collected by ALICE at the centre-of-mass energy $\sqrt{s} = 13$ TeV. The diagonal spin density matrix element $\rho_{00}$ of ${\rm D^{*+}}$ mesons was measured from the angular distribution of the ${\rm D^{*+}} \to {\rm D}^0 (\to {\rm K}^{-}\pi^{+}) \pi^+$ decay products, in the ${\rm D^{*+}}$ rest frame, with respect to the ${\rm D^{*+}}$ momentum direction in the pp centre of mass frame. The $\rho_{00}$ value for prompt ${\rm D^{*+}}$ mesons is consistent with $1/3$, which implies no spin alignment. However, for non-prompt ${\rm D^{*+}}$ mesons an evidence of $\rho_{00}$ larger than $1/3$ is found. The measured value of the spin density element is $\rho_{00}=0.455\pm0.022(\text{stat.})\pm0.035(\text{syst.})$ in the $5 < p_{\rm T} < 20$ GeV/$c$ interval, which is consistent with a PYTHIA 8 Monte Carlo simulation coupled with the EVTGEN package, which implements the helicity conservation in the decay of ${\rm D^{*+}}$ meson from beauty mesons. In non-central heavy-ion collisions, the spin of the ${\rm D^{*+}}$ mesons may be globally aligned with the direction of the initial angular momentum and magnetic field. Based on the results for pp collisions reported in this letter it is shown that alignment of non-prompt ${\rm D^{*+}}$ mesons due to the helicity conservation coupled to the collective anisotropic expansion may mimic the signal of global spin alignment in heavy-ion collisions.
First measurement of prompt and non-prompt D*+ vector meson spin alignment in pp collisions at √s = 13 TeV / Acharya, S.; Adamová, D.; Adler, A.; Aglieri Rinella, G.; Agnello, M.; Agrawal, N.; Ahammed, Z.; Ahmad, S.; Ahn, S.; Ahuja, I.; Akindinov, A.; Al-Turany, M.; Aleksandrov, D.; Alessandro, B.; Alfanda, H.; Alfaro Molina, R.; Ali, B.; Alici, A.; Alizadehvandchali, N.; Alkin, A.; Alme, J.; Alocco, G.; Alt, T.; Altsybeev, I.; Anaam, M.; Andrei, C.; Andronic, A.; Anguelov, V.; Antinori, F.; Antonioli, P.; Apadula, N.; Aphecetche, L.; Appelshäuser, H.; Arata, C.; Arcelli, S.; Aresti, M.; Arnaldi, R.; Arneiro, J.; Arsene, I.; Arslandok, M.; Augustinus, A.; Averbeck, R.; Azmi, M. D.; Badalà, A.; Bae, J.; Baek, Y.; Bai, X.; Bailhache, R.; Bailung, Y.; Balbino, A.; Baldisseri, A.; Baliś, B.; Banerjee, D.; Banoo, Z.; Barbera, R.; Barile, F.; Barioglio, L.; Barlou, M.; Barnaföldi, G. G.; Barnby, L.; Barret, V.; Barreto, L.; Bartels, C.; Barth, K.; Bartsch, E.; Bastid, N.; Basu, S.; Batigne, G.; Battistini, D.; Batyunya, B.; Bauri, D.; Bazo Alba, J.; Bearden, I.; Beattie, C.; Becht, P.; Behera, D.; Belikov, I.; Bell Hechavarria, A.; Bellini, F.; Bellwied, R.; Belokurova, S.; Belyaev, V.; Bencédi, G.; Beole, S.; Bercuci, A.; Berdnikov, Y.; Berdnikova, A.; Bergmann, L.; Besoiu, M.; Betev, L.; Bhaduri, P.; Bhasin, A.; Bhat, M. A.; Bhattacharjee, B.; Bianchi, L.; Bianchi, N.; Bielcik, J.; Bielčíková, J.; Biernat, J.; Bigot, A.; Bilandzic, A.; Bíró, G.; Biswas, S.; Bize, N.; Blair, J.; Blau, D.; Blidaru, M.; Bluhme, N.; Blume, C.; Boca, G.; Bock, F.; Bodova, T.; Bogdanov, A.; Boi, S.; Bok, J.; Boldizsár, L.; Bombara, M.; Bond, P.; Bonomi, G.; Borel, H.; Borissov, A.; Borquez Carcamo, A.; Bossi, H.; Botta, E.; Bouziani, Y.; Bratrud, L.; Braun-Munzinger, P.; Bregant, M.; Broz, M.; Bruno, G.; Buckland, M.; Budnikov, D.; Buesching, H.; Bufalino, S.; Bugnon, O.; Buhler, P.; Buthelezi, Z.; Bysiak, S.; Cai, M.; Caines, H.; Caliva, A.; Calvo Villar, E.; Camacho, J.; Camerini, P.; Canedo, F.; Cărăbaş, M.; Carballo, A. A.; Carnesecchi, F.; Caron, R.; Carvalho, L.; Castillo Castellanos, J.; Catalano, F.; Ceballos Sanchez, C.; Chakaberia, I.; Chakraborty, P.; Chandra, S.; Chapeland, S.; Chartier, M.; Chattopadhyay, S.; Chattopadhyay, S.; Chavez, T.; Cheng, T.; Cheshkov, C.; Cheynis, B.; Chibante Barroso, V.; Chinellato, D.; Chizzali, E.; Cho, J.; Cho, S.; Chochula, P.; Christakoglou, P.; Christensen, C. H.; Christiansen, P.; Chujo, T.; Ciacco, M.; Cicalò, C.; Cindolo, F.; Ciupek, M. R.; Clai, G.; Colamaria, F.; Colburn, J. S.; Colella, D.; Colocci, M.; Concas, M.; Conesa Balbastre, G.; Conesa del Valle, Z.; Contin, G.; Contreras, J. G.; Coquet, M.; Cormier, T.; Cortese, P.; Cosentino, M. R.; Costa, F.; Costanza, S.; Cot, C.; Crkovská, J.; Crochet, P.; Cruz-Torres, R.; Cuautle, E.; Cui, P.; Dainese, A.; Danisch, M. C.; Danu, A.; Das, P.; Das, P.; R Das, Samir; Dash, A.; Dash, S.; David, R.; De Caro, A.; de Cataldo, G.; de Cuveland, J.; De Falco, A.; De Gruttola, D.; De Marco, N.; De Martin, C.; De Pasquale, S.; Deb, S.; Dȩbski, R.; Deja, K.; Del Grande, R.; Dello Stritto, L.; Deng, W.; Dhankher, P.; Di Bari, D.; Di Mauro, A.; Diaz, R.; Dietel, T.; Ding, Y.; Divià, R.; Dixit, D.; Djuvsland, Ø.; Dmitrieva, U.; Dobrin, A.; Dönigus, B.; Dubinski, J.; Dubla, A.; Dudi, S.; Dupieux, P.; Durkac, M.; Dzalaiova, N.; Eder, T. M.; Ehlers, R.; Eikeland, V.; Eisenhut, F.; Elia, D.; Erazmus, B.; Ercolessi, F.; Erhardt, F.; Ersdal, M. R.; Espagnon, B.; Eulisse, G.; Evans, D.; Evdokimov, S.; Fabbietti, L.; Faggin, M.; Faivre, J.; Fan, F.; Fan, W.; Fantoni, A.; Fasel, M.; Fecchio, P.; Feliciello, A.; Feofilov, G.; Fernàndez Tèllez, A.; Ferrandi, L.; Ferrer, M.; Ferrero, A.; Ferrero, C.; Ferretti, A.; Feuillard, V.; Filova, V.; Finogeev, D.; Fionda, F.; Antonio Flor, Fernando; Flores, A.; Foertsch, S.; Fokin, I.; Fokin, S.; Fragiacomo, E.; Frajna, E.; Fuchs, U.; Funicello, N.; Furget, C.; Furs, A.; Fusayasu, T.; Gaardhøje, J.; Gagliardi, M.; Gago, A.; Galván, C. D.; Gangadharan, D.; Ganoti, P.; Garabatos, C.; Garcia, J. R. A.; Garcia-Solis, E.; Garg, K.; Gargiulo, C.; Garner, K.; Gasik, P.; Gautam, A.; Gay Ducati, M.; Germain, M.; Ghimouz, A.; Ghosh, C.; Giacalone, M.; Giubellino, P.; Giubilato, P.; Glaenzer, A.; Glässel, P.; Glimos, E.; Goh, D.; Gonzalez, V.; González-Trueba, L.; Gorgon, M.; Gotovac, S.; Grabski, V.; Graczykowski, L.; Grecka, E.; Grelli, A.; Grigoras, C.; Grigoriev, V.; Grigoryan, S.; Grosa, F.; Grosse-Oetringhaus, J.; Grosso, R.; Grund, D.; Guardiano, G. G.; Guernane, R.; Guilbaud, M.; Gulbrandsen, K.; Gündem, T.; Gunji, T.; Guo, W.; Gupta, A.; Gupta, R.; Guzman, S. P.; Gyulai, L.; Habib, M.; Hadjidakis, C.; Haider, F.; Hamagaki, H.; Hamdi, A.; Hamid, M.; Han, Y.; Hannigan, R.; Haque, M. R.; Harris, J. W.; Harton, A.; Hassan, H.; Hatzifotiadou, D.; Hauer, P.; Havener, L.; Heckel, S.; Hellbär, E.; Helstrup, H.; Hemmer, M.; Herman, T.; Herrera Corral, G.; Herrmann, F.; Herrmann, S.; Hetland, K.; Heybeck, B.; Hillemanns, H.; Hills, C.; Hippolyte, B.; Hoffmann, F. W.; Hofman, B.; Hohlweger, B.; Hong, G.; Horst, M.; Horzyk, A.; Hou, Y.; Hristov, P.; Hughes, C.; Huhn, P.; Huhta, L.; Hulse, C. V.; Humanic, T.; Hutson, A.; Hutter, D.; Iddon, J. P.; Ilkaev, R.; Ilyas, H.; Inaba, M.; Innocenti, G.; Ippolitov, M.; Isakov, A.; Isidori, T.; Islam, M. S.; Ivanov, M.; Ivanov, M.; Ivanov, V.; Jablonski, M.; Jacak, B.; Jacazio, N.; Jacobs, P.; Jadlovska, S.; Jadlovský, J.; Jaelani, S.; Jaffe, L.; Jahnke, C.; Jakubowska, M.; Janik, M.; Janson, T.; Jercic, M.; Jia, S.; Jimenez, A.; Jonas, F.; Jowett, J.; Jung, J.; Jung, M.; Junique, A.; Jusko, A.; Kabus, M.; Kaewjai, J.; Kalinak, P.; Kalteyer, A. S.; Kalweit, A.; Kaplin, V.; Karasu Uysal, A.; Karatovic, D.; Karavichev, O.; Karavicheva, T.; Karczmarczyk, P.; Karpechev, E.; Kebschull, U.; Keidel, R.; Keijdener, D.; Keil, M.; Ketzer, B.; Khan, A. M.; Khan, S.; Khanzadeev, A.; Kharlov, Y.; Khatun, A.; Khuntia, A.; Kidson, M. B.; Kileng, B.; Kim, B.; Kim, C.; Kim, D. J.; Kim, E. J.; Kim, J.; Kim, J. S.; Kim, J.; Kim, M.; Kim, S.; Kim, T.; Kimura, K.; Kirsch, S.; Kisel, I.; Kiselev, S.; Kisiel, A.; Kitowski, J.; Klay, J.; Klein, J.; Klein, S.; Klein-Bösing, C.; Kleiner, M.; Klemenz, T.; Kluge, A.; Knospe, A.; Kobdaj, C.; Kollegger, T.; Kondratyev, A.; Kondratyeva, N.; Kondratyuk, E.; Konig, J.; Konigstorfer, S.; Konopka, P.; Kornakov, G.; Korwieser, M.; Koryciak, S.; Kotliarov, A.; Kovalenko, V.; Kowalski, M.; Kozhuharov, V.; Králik, I.; Kravčáková, A.; Kreis, L.; Krivda, M.; Krizek, F.; Krizkova Gajdosova, K.; Kroesen, M.; Krüger, M.; Krupova, D. M.; Kryshen, E.; Kučera, V.; Kuhn, C.; Kuijer, P.; Kumaoka, T.; Kumar, D.; Kumar, L.; Kumar, N.; Kumar, S.; Kundu, S.; Kurashvili, P.; Kurepin, A.; Kurepin, A.; Kuryakin, A.; Kushpil, S.; Kvapil, J.; Kweon, M.; Kwon, J.; Kwon, Y.; La Pointe, S.; La Rocca, P.; Lai, Y.; Lakrathok, A.; Lamanna, M.; Langoy, R.; Larionov, P.; Laudi, E.; Lautner, L.; Lávička, R.; Lazareva, T.; Lea, R.; Lee, H.; Legras, G.; Lehrbach, J.; Lemmon, R.; León Monzón, I.; Lesch, M.; Lesser, E.; Lettrich, M.; Lévai, P.; Li, X.; Li, X. L.; Lien, J.; Lietava, R.; Likmeta, I.; Lim, B.; Lim, S. H.; Lindenstruth, V.; Lindner, A.; Lippmann, C.; Liu, A.; Liu, D. H.; Liu, J.; Lofnes, I.; Loizides, C.; Lokos, S.; Lomker, J.; Loncar, P.; Lopez, J. A.; Lopez, X.; López Torres, E.; Lu, P.; Luhder, J. R.; Lunardon, M.; Luparello, G.; Ma, Y. G.; Maevskaya, A.; Mager, M.; Mahmoud, T.; Maire, A.; Makariev, M.; Malaev, M.; Malfattore, G.; Malik, N. M.; Malik, Q. W.; Malik, S.; Malinina, L.; Mal’Kevich, D.; Mallick, D.; Mallick, N.; Mandaglio, G.; Mandal, S.; Manko, V.; Manso, F.; Manzari, V.; Mao, Y.; Margagliotti, G.; Margotti, A.; Marín, A.; Markert, C.; Martinengo, P.; Martínez, J.; Martínez, M. I.; Martínez García, G.; Masciocchi, S.; Masera, M.; Masoni, A.; Massacrier, L.; Mastroserio, A.; Matonoha, O.; Matuoka, P.; Matyja, A.; Mayer, C.; Mazuecos, A.; Mazzaschi, F.; Mazzilli, M.; Mdhluli, J. E.; Mechler, A.; Melikyan, Y.; Menchaca-Rocha, A.; Meninno, E.; Menon, A.; Meres, M.; Mhlanga, S.; Miake, Y.; Micheletti, L.; Migliorin, L. C.; Mihaylov, D.; Mikhaylov, K.; Mishra, A. N.; Miśkowiec, D.; Modak, A.; Mohanty, A.; Mohanty, B.; Mohisin Khan, M.; Molander, M.; Moravcova, Z.; Mordasini, C.; Moreira De Godoy, D.; Morozov, I.; Morsch, A.; Mrnjavac, T.; Muccifora, V.; Muhuri, S.; Mulligan, J.; Mulliri, A.; Munhoz, M.; Munzer, R.; Murakami, H.; Murray, S.; Musa, L.; Musinsky, J.; Myrcha, J.; Naik, B.; Nambrath, A.; Nandi, B.; Nania, R.; Nappi, E.; Nassirpour, A.; Nath, A.; Nattrass, C.; Naydenov, M.; Neagu, A.; Negru, A.; Nellen, L.; Nesbø, S. V.; Neskovic, G.; Nesterov, D.; Nielsen, B. S.; Nielsen, E. G.; Nikolaev, S.; Nikulin, S.; Nikulin, V.; Noferini, F.; Noh, S.; Nomokonov, P.; Norman, J.; Novitzky, N.; Nowakowski, P.; Nyanin, A.; Nystrand, J.; Ogino, M.; Ohlson, A.; Okorokov, V.; Oleniacz, J.; Oliveira Da Silva, A.; Oliver, M.; Onnerstad, A.; Oppedisano, C.; Ortiz Velasquez, A.; Otwinowski, J.; Oya, M.; Oyama, K.; Pachmayer, Y.; Padhan, S.; Pagano, D.; Paic, G.; Palasciano, A.; Panebianco, S.; Park, H.; Park, H.; Park, J.; Parkkila, J.; Patra, R. N.; Paul, B.; Pei, H.; Peitzmann, T.; Peng, X.; Pennisi, M.; Pereira, L. G.; Peresunko, D.; Perez, G.; Perrin, S.; Pestov, Y.; Petráček, V.; Petrov, V.; Petrovici, M.; Pezzi, R.; Piano, S.; Pikna, M.; Pillot, P.; Pinazza, O.; Pinsky, L.; Pinto, C.; Pisano, S.; Płoskoń, M.; Planinić, M.; Pliquett, F.; Poghosyan, M.; Polichtchouk, B.; Politano', S.; Poljak, N.; Pop, A.; Porteboeuf-Houssais, S.; Pozdniakov, V.; Pradhan, K. K.; Prasad, S.; Prasad, S.; Preghenella, R.; Prino, F.; Pruneau, C.; Pshenichnov, I.; Puccio, M.; Pucillo, S.; Pugelova, Z.; Qiu, S.; Quaglia, L.; Quishpe, R.; Ragoni, S.; Rakotozafindrabe, A.; Ramello, L.; Rami, F.; Ramirez, S.; Rancien, T. A.; Rasa, M.; Räsänen, S.; Rath, R.; Rauch, M.; Ravasenga, I.; Read, K.; Reckziegel, C.; Redelbach, A.; Redlich, K.; Reetz, C.; Rehman, A.; Reidt, F.; Reme-Ness, H.; Rescakova, Z.; Reygers, K.; Riabov, A.; Riabov, V.; Ricci, R.; Richter, M.; Riedel, A.; Riegler, W.; Ristea, C.; Rodríguez Cahuantzi, M.; Røed, K.; Rogalev, R.; Rogochaya, E.; Rogoschinski, T. S.; Rohr, D.; Röhrich, D.; Rojas, P. F.; Rojas Torres, S.; Rokita, P.; Romanenko, G.; Ronchetti, F.; Rosano, A.; Rosas, E.; Rosłon, K.; Rossi, A.; Roy, A.; Roy, S.; Rubini, N.; Ruggiano, D.; Rui, R.; Rumyantsev, B.; Russek, P.; Russo, R.; Rustamov, A.; Ryabinkin, E.; Ryabov, Y.; Rybicki, A.; Rytkonen, H.; Rzesa, W.; Saarimaki, O.; Sadek, R.; Sadhu, S.; Sadovsky, S.; Saetre, J.; Šafařík, K.; Saha, S.; Saha, S.; Sahoo, B.; Sahoo, R.; Sahoo, S.; Sahu, D.; Sahu, P.; Saini, J.; Sajdakova, K.; Sakai, S.; Salvan, M.; Sambyal, S.; Sanna, I.; Saramela, T. B.; Sarkar, D.; Sarkar, N.; Sarma, P.; Sarritzu, V.; Sarti, V.; Sas, M.; Schambach, J.; Scheid, H. S.; Schiaua, C.; Schicker, R.; Schmah, A.; Schmidt, C.; Schmidt, H.; Schmidt, M.; Schmidt, M.; Schmidt, N.; Schmier, A.; Schotter, R.; Schröter, A.; Schukraft, J.; Schwarz, K.; Schweda, K.; Scioli, G.; Scomparin, E.; Seger, J.; Sekiguchi, Y.; Sekihata, D.; Selyuzhenkov, I.; Senyukov, S.; Seo, J.; Serebryakov, D.; Šerkšnytė, L.; Sevcenco, A.; Shaba, T. J.; Shabetai, A.; Shahoyan, R.; Shangaraev, A.; Sharma, A.; Sharma, B.; Sharma, D.; Sharma, H.; Sharma, M.; Sharma, S.; Sharma, S.; Sharma, U.; Shatat, A.; Sheibani, O.; Shigaki, K.; Shimomura, M.; Shin, J.; Shirinkin, S.; Shou, Q.; Sibiriak, Y.; Siddhanta, S.; Siemiarczuk, T.; Silva, T. F.; Silvermyr, D.; Simantathammakul, T.; Simeonov, R.; Singh, B.; Singh, B.; Singh, R.; Singh, R.; Singh, R.; Singh, S.; Singh, V.; Singhal, V.; Sinha, T.; Sitar, B.; Sitta, M.; Skaali, T. B.; Skorodumovs, G.; Slupecki, M.; Smirnov, N.; Snellings, R.; Solheim, E.; Song, J.; Songmoolnak, A.; Soramel, F.; Spijkers, R.; Sputowska, I.; Staa, J.; Stachel, J.; Stan, I.; Steffanic, P.; Stiefelmaier, S. F.; Stocco, D.; Storehaug, I.; Stratmann, P.; Strazzi, S.; Stylianidis, C. P.; Suaide, A.; Suire, C.; Sukhanov, M.; Šuljić, M.; Sultanov, R.; Sumberia, V.; Sumowidagdo, S.; Swain, S.; Szarka, I.; Szymkowski, M.; Taghavi, S. F.; Taillepied, G.; Takahashi, J.; Tambave, G.; Tang, S.; Tang, Z.; Tapia Takaki, J.; Tapus, N.; Tarasovicova, L. A.; Tarzila, M.; Tassielli, G.; Tauro, A.; Tejeda Muñoz, G.; Telesca, A.; Terlizzi, L.; Terrevoli, C.; Tersimonov, G.; Thakur, S.; Thomas, D.; Tikhonov, A.; Timmins, A.; Tkacik, M.; Tkacik, T.; Toia, A.; Tokumoto, R.; Topilskaya, N.; Toppi, M.; Torales-Acosta, F.; Tork, T.; Torres Ramos, A.; Trifirò, A.; Triolo, A. S.; Tripathy, S.; Tripathy, T.; Trogolo, S.; Trubnikov, V.; Trzaska, W.; Trzciński, T.; Tumkin, A.; Turrisi, R.; Tveter, T.; Ullaland, K.; Ulukutlu, B.; Uras, A.; Urioni, M.; Usai, G.; Vala, M.; Valle, N.; van Doremalen, L.; Van Leeuwen, M.; van Veen, C.; van Weelden, R.; Vande Vyvre, P.; Varga, D.; Varga, Z.; Vasileiou, M.; Vasiliev, A.; Vázquez Doce, O.; Vazquez Rueda, O.; Vechernin, V.; Vercellin, E.; Vergara Limon, S.; Vermunt, L.; Vértesi, R.; Verweij, M.; Vicković, L.; Vilakazi, Z.; Villalobos Baillie, O.; Villani, A.; Vino, G.; Vinogradov, A.; Virgili, T.; Vislavicius, V.; Vodopyanov, A.; Volkel, B.; Völkl, M.; Voloshin, K.; Voloshin, S.; Volpe, G.; von Haller, B.; Vorobyev, I.; Vozniuk, N.; Vrláková, J.; Wang, C.; Wang, D.; Wang, Y.; Wegrzynek, A.; Weiglhofer, F.; Wenzel, S.; Wessels, J.; Weyhmiller, S.; Wiechula, J.; Wikne, J.; Wilk, G.; Wilkinson, J.; Willems, G.; Windelband, B.; Winn, M.; Wright, J.; Wu, W.; Wu, Y.; Xu, R.; Yadav, A.; Yadav, A.; Yalcin, S.; Yamaguchi, Y.; Yang, S.; Yano, S.; Yin, Z.; Yoo, I.; Yoon, J.; Yuan, S.; Yuncu, A.; Zaccolo, V.; Zampolli, C.; Zanone, F.; Zardoshti, N.; Zarochentsev, A.; Zavada, P.; Zaviyalov, N.; Zhalov, M.; Zhang, B.; Zhang, L.; Zhang, S.; Zhang, X.; Zhang, Y.; Zhang, Z.; Zhao, M.; Zherebchevskii, V.; Zhi, Y.; Zhou, D.; Zhou, Y.; Zhu, J.; Zhu, Y.; Zugravel, S. C.; Zurlo, N.. - In: PHYSICS LETTERS. SECTION B. - ISSN 0370-2693. - STAMPA. - 846:(2023), pp. 1-15. [10.1016/j.physletb.2023.137920]
First measurement of prompt and non-prompt D*+ vector meson spin alignment in pp collisions at √s = 13 TeV
M. Agnello;A. Balbino;S. Bufalino;M. Ciacco;M. Concas;P. Fecchio;C. Ferrero;S. Politano';S. C. Zugravel;
2023
Abstract
This letter reports the first measurement of spin alignment, with respect to the helicity axis, for ${\rm D^{*+}}$ vector mesons and their charge conjugates from charm-quark hadronisation (prompt) and from beauty-meson decays (non-prompt) in hadron collisions. The measurements were performed at midrapidity ($|y|<0.8$) as a function of transverse momentum ($p_{\rm T}$) in proton-proton (pp) collisions collected by ALICE at the centre-of-mass energy $\sqrt{s} = 13$ TeV. The diagonal spin density matrix element $\rho_{00}$ of ${\rm D^{*+}}$ mesons was measured from the angular distribution of the ${\rm D^{*+}} \to {\rm D}^0 (\to {\rm K}^{-}\pi^{+}) \pi^+$ decay products, in the ${\rm D^{*+}}$ rest frame, with respect to the ${\rm D^{*+}}$ momentum direction in the pp centre of mass frame. The $\rho_{00}$ value for prompt ${\rm D^{*+}}$ mesons is consistent with $1/3$, which implies no spin alignment. However, for non-prompt ${\rm D^{*+}}$ mesons an evidence of $\rho_{00}$ larger than $1/3$ is found. The measured value of the spin density element is $\rho_{00}=0.455\pm0.022(\text{stat.})\pm0.035(\text{syst.})$ in the $5 < p_{\rm T} < 20$ GeV/$c$ interval, which is consistent with a PYTHIA 8 Monte Carlo simulation coupled with the EVTGEN package, which implements the helicity conservation in the decay of ${\rm D^{*+}}$ meson from beauty mesons. In non-central heavy-ion collisions, the spin of the ${\rm D^{*+}}$ mesons may be globally aligned with the direction of the initial angular momentum and magnetic field. Based on the results for pp collisions reported in this letter it is shown that alignment of non-prompt ${\rm D^{*+}}$ mesons due to the helicity conservation coupled to the collective anisotropic expansion may mimic the signal of global spin alignment in heavy-ion collisions.
| File | Dimensione | Formato | |
|---|---|---|---|
|
1-s2.0-S037026932300254X-main.pdf
accesso aperto
Descrizione: First measurement of prompt and non-prompt D∗+ vector meson spin alignment in pp collisions at s√=13 TeV
Tipologia:
2a Post-print versione editoriale / Version of Record
Licenza:
Creative commons
Dimensione
1.78 MB
Formato
Adobe PDF
|
1.78 MB | Adobe PDF | Visualizza/Apri |
Pubblicazioni consigliate
I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
https://hdl.handle.net/11583/2990198