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. 2021 Oct 22;127(17):172301.
doi: 10.1103/PhysRevLett.127.172301.

Experimental Evidence for an Attractive p-ϕ Interaction

S Acharya  1 D Adamová  2 A Adler  3 J Adolfsson  4 G Aglieri Rinella  5 M Agnello  6 N Agrawal  7 Z Ahammed  1 S Ahmad  8 S U Ahn  9 I Ahuja  10 Z Akbar  11 A Akindinov  12 M Al-Turany  13 S N Alam  14 D Aleksandrov  15 B Alessandro  16 H M Alfanda  17 R Alfaro Molina  18 B Ali  8 Y Ali  19 A Alici  20   21 N Alizadehvandchali  22 A Alkin  5 J Alme  23 T Alt  24 L Altenkamper  23 I Altsybeev  25 M N Anaam  17 C Andrei  26 D Andreou  27 A Andronic  28 M Angeletti  5 V Anguelov  29 F Antinori  30 P Antonioli  7 C Anuj  8 N Apadula  31 L Aphecetche  32 H Appelshäuser  24 S Arcelli  20   21 R Arnaldi  16 I C Arsene  33 M Arslandok  29   34 A Augustinus  5 R Averbeck  13 S Aziz  35 M D Azmi  8 A Badalà  36 Y W Baek  37 X Bai  13   38 R Bailhache  24 Y Bailung  39 R Bala  40 A Balbino  6 A Baldisseri  41 B Balis  42 M Ball  43 D Banerjee  44   45 R Barbera  20   21 L Barioglio  46   21   47 M Barlou  48 G G Barnaföldi  49 L S Barnby  50 V Barret  51 C Bartels  52 K Barth  5 E Bartsch  24 F Baruffaldi  20   21 N Bastid  51 S Basu  4 G Batigne  32 B Batyunya  53 D Bauri  54 J L Bazo Alba  55 I G Bearden  56 C Beattie  34 I Belikov  57 A D C Bell Hechavarria  28 F Bellini  20   21   5 R Bellwied  22 S Belokurova  25 V Belyaev  58 G Bencedi  59 S Beole  46   21 A Bercuci  26 Y Berdnikov  60 A Berdnikova  29 D Berenyi  49 L Bergmann  29 M G Besoiu  61 L Betev  5 P P Bhaduri  1 A Bhasin  40 I R Bhat  40 M A Bhat  44   45 B Bhattacharjee  62 P Bhattacharya  46   21 L Bianchi  46   21 N Bianchi  63 J Bielčík  64 J Bielčíková  2 J Biernat  65 A Bilandzic  47 G Biro  49 S Biswas  44   45 J T Blair  66 D Blau  15 M B Blidaru  13 C Blume  24 G Boca  67   68 F Bock  69 A Bogdanov  58 S Boi  46   21 J Bok  70 L Boldizsár  49 A Bolozdynya  58 M Bombara  10 P M Bond  5 G Bonomi  68   71 H Borel  41 A Borissov  72 H Bossi  34 E Botta  46   21 L Bratrud  24 P Braun-Munzinger  13 M Bregant  73 M Broz  64 G E Bruno  74   21   75 M D Buckland  52 D Budnikov  76 H Buesching  24 S Bufalino  6 O Bugnon  32 P Buhler  77 Z Buthelezi  78   79 J B Butt  19 S A Bysiak  65 D Caffarri  27 M Cai  17   20   21 H Caines  34 A Caliva  13 E Calvo Villar  55 J M M Camacho  80 R S Camacho  81 P Camerini  46   21 F D M Canedo  73 F Carnesecchi  20   21   5 R Caron  41 J Castillo Castellanos  41 E A R Casula  46   21 F Catalano  6 C Ceballos Sanchez  53 P Chakraborty  54 S Chandra  1 S Chapeland  5 M Chartier  52 S Chattopadhyay  1 S Chattopadhyay  82 A Chauvin  46   21 T G Chavez  81 C Cheshkov  83 B Cheynis  83 V Chibante Barroso  5 D D Chinellato  84 E S Chizzali  47 S Cho  70 P Chochula  5 P Christakoglou  27 C H Christensen  56 P Christiansen  4 T Chujo  85 C Cicalo  86 L Cifarelli  20   21 F Cindolo  7 M R Ciupek  13 G Clai  7 J Cleymans  87 F Colamaria  88 J S Colburn  89 D Colella  74   21   88   75   49 A Collu  31 M Colocci  20   21   5 M Concas  16 G Conesa Balbastre  90 Z Conesa Del Valle  35 G Contin  46   21 J G Contreras  64 M L Coquet  41 T M Cormier  69 P Cortese  91 M R Cosentino  92 F Costa  5 S Costanza  67   68 P Crochet  51 E Cuautle  59 P Cui  17 L Cunqueiro  69 A Dainese  30 F P A Damas  32   41 M C Danisch  29 A Danu  61 I Das  82 P Das  93 P Das  44   45 S Das  44   45 S Dash  54 S De  93 A De Caro  94   95 G de Cataldo  88 L De Cilladi  46   21 J de Cuveland  96 A De Falco  46   21 D De Gruttola  94   95 N De Marco  16 C De Martin  46   21 S De Pasquale  94   95 S Deb  39 H F Degenhardt  73 K R Deja  97 R Del Grande  47 L Dello Stritto  94   95 S Delsanto  46   21 W Deng  17 P Dhankher  98 D Di Bari  74   21 A Di Mauro  5 R A Diaz  99 T Dietel  87 Y Ding  17   83 R Divià  5 D U Dixit  98 Ø Djuvsland  23 U Dmitrieva  100 J Do  70 A Dobrin  61 B Dönigus  24 O Dordic  33 A K Dubey  1 A Dubla  27   13 S Dudi  101 M Dukhishyam  93 P Dupieux  51 N Dzalaiova  102 T M Eder  28 R J Ehlers  69 V N Eikeland  23 F Eisenhut  24 D Elia  88 B Erazmus  32 F Ercolessi  20   21 F Erhardt  103 A Erokhin  25 M R Ersdal  23 B Espagnon  35 G Eulisse  5 D Evans  89 S Evdokimov  104 L Fabbietti  47 M Faggin  20   21 J Faivre  90 F Fan  17 A Fantoni  63 M Fasel  69 P Fecchio  6 A Feliciello  16 G Feofilov  25 A Fernández Téllez  81 A Ferrero  41 A Ferretti  46   21 V J G Feuillard  29 J Figiel  65 S Filchagin  76 D Finogeev  100 F M Fionda  23   86 G Fiorenza  5   75 F Flor  22 A N Flores  66 S Foertsch  78 P Foka  13 S Fokin  15 E Fragiacomo  105 E Frajna  49 U Fuchs  5 N Funicello  94   95 C Furget  90 A Furs  100 J J Gaardhøje  56 M Gagliardi  46   21 A M Gago  55 A Gal  57 C D Galvan  80 P Ganoti  48 C Garabatos  13 J R A Garcia  81 E Garcia-Solis  106 K Garg  32 C Gargiulo  5 A Garibli  107 K Garner  28 P Gasik  13 E F Gauger  66 A Gautam  108 M B Gay Ducati  109 M Germain  32 J Ghosh  82 P Ghosh  1 S K Ghosh  44   45 M Giacalone  20   21 P Gianotti  63 P Giubellino  16   13 P Giubilato  20   21 A M C Glaenzer  41 P Glässel  29 D J Q Goh  110 V Gonzalez  111 L H González-Trueba  18 S Gorbunov  96 M Gorgon  42 L Görlich  65 S Gotovac  112 V Grabski  18 L K Graczykowski  97 L Greiner  31 A Grelli  113 C Grigoras  5 V Grigoriev  58 A Grigoryan  114 S Grigoryan  114   53 O S Groettvik  23 F Grosa  5   16 J F Grosse-Oetringhaus  5 R Grosso  13 G G Guardiano  84 R Guernane  90 M Guilbaud  32 K Gulbrandsen  56 T Gunji  115 A Gupta  40 R Gupta  40 I B Guzman  81 S P Guzman  81 L Gyulai  49 M K Habib  13 C Hadjidakis  35 G Halimoglu  24 H Hamagaki  110 G Hamar  49 M Hamid  17 R Hannigan  66 M R Haque  93   97 A Harlenderova  13 J W Harris  34 A Harton  106 J A Hasenbichler  5 H Hassan  69 D Hatzifotiadou  7 P Hauer  43 L B Havener  34 S Hayashi  115 S T Heckel  47 E Hellbär  24 H Helstrup  116 T Herman  64 E G Hernandez  81 G Herrera Corral  117 F Herrmann  28 K F Hetland  116 H Hillemanns  5 C Hills  52 B Hippolyte  57 B Hofman  113 B Hohlweger  27   47 J Honermann  28 G H Hong  118 D Horak  64 S Hornung  13 A Horzyk  42 R Hosokawa  119 P Hristov  5 C Huang  35 C Hughes  120 P Huhn  24 T J Humanic  121 H Hushnud  82 L A Husova  28 A Hutson  22 D Hutter  96 J P Iddon  5   52 R Ilkaev  76 H Ilyas  19 M Inaba  85 G M Innocenti  5 M Ippolitov  15 A Isakov  64   2 M S Islam  82 M Ivanov  13 V Ivanov  60 V Izucheev  104 M Jablonski  42 B Jacak  31 N Jacazio  5 P M Jacobs  31 S Jadlovska  122 J Jadlovsky  122 S Jaelani  113 C Jahnke  73   84 M J Jakubowska  97 M A Janik  97 T Janson  3 M Jercic  103 O Jevons  89 F Jonas  69   28 P G Jones  89 J M Jowett  5   13 J Jung  24 M Jung  24 A Junique  5 A Jusko  89 J Kaewjai  123 P Kalinak  124 A Kalweit  5 V Kaplin  58 S Kar  17 A Karasu Uysal  125 D Karatovic  103 O Karavichev  100 T Karavicheva  100 P Karczmarczyk  97 E Karpechev  100 A Kazantsev  15 U Kebschull  3 R Keidel  126 D L D Keijdener  113 M Keil  5 B Ketzer  43 Z Khabanova  27 A M Khan  17 S Khan  8 A Khanzadeev  60 Y Kharlov  104 A Khatun  8 A Khuntia  65 B Kileng  116 B Kim  127   70 D Kim  118 D J Kim  128 E J Kim  129 J Kim  118 J S Kim  37 J Kim  29 J Kim  118 J Kim  129 M Kim  29 S Kim  130 T Kim  118 S Kirsch  24 I Kisel  96 S Kiselev  12 A Kisiel  97 J P Kitowski  42 J L Klay  131 J Klein  5 S Klein  31 C Klein-Bösing  28 M Kleiner  24 T Klemenz  47 A Kluge  5 A G Knospe  22 C Kobdaj  123 M K Köhler  29 T Kollegger  13 A Kondratyev  53 N Kondratyeva  58 E Kondratyuk  104 J Konig  24 S A Konigstorfer  47 P J Konopka  42   5 G Kornakov  97 S D Koryciak  42 L Koska  122 A Kotliarov  2 O Kovalenko  132 V Kovalenko  25 M Kowalski  65 I Králik  124 A Kravčáková  10 L Kreis  13 M Krivda  124   89 F Krizek  2 K Krizkova Gajdosova  64 M Kroesen  29 M Krüger  24 E Kryshen  60 M Krzewicki  96 V Kučera  5 C Kuhn  57 P G Kuijer  27 T Kumaoka  85 D Kumar  1 L Kumar  101 N Kumar  101 S Kundu  5   93 P Kurashvili  132 A Kurepin  100 A B Kurepin  100 A Kuryakin  76 S Kushpil  2 J Kvapil  89 M J Kweon  70 J Y Kwon  70 Y Kwon  118 S L La Pointe  96 P La Rocca  20   21 Y S Lai  31 A Lakrathok  123 M Lamanna  5 R Langoy  133 K Lapidus  5 P Larionov  63 E Laudi  5 L Lautner  5   47 R Lavicka  64 T Lazareva  25 R Lea  46   21   68   71 J Lee  85 J Lehrbach  96 R C Lemmon  50 I León Monzón  80 E D Lesser  98 M Lettrich  5   47 P Lévai  49 X Li  134 X L Li  17 J Lien  133 R Lietava  89 B Lim  127 S H Lim  127 V Lindenstruth  96 A Lindner  26 C Lippmann  13 A Liu  98 J Liu  52 I M Lofnes  23 V Loginov  58 C Loizides  69 P Loncar  112 J A Lopez  29 X Lopez  51 E López Torres  99 J R Luhder  28 M Lunardon  20   21 G Luparello  105 Y G Ma  14 A Maevskaya  100 M Mager  5 T Mahmoud  43 A Maire  57 M Malaev  60 Q W Malik  33 L Malinina  53 D Mal'Kevich  12 N Mallick  39 P Malzacher  13 G Mandaglio  135   36 V Manko  15 F Manso  51 V Manzari  88 Y Mao  17 J Mareš  136 G V Margagliotti  46   21 A Margotti  7 A Marín  13 C Markert  66 M Marquard  24 N A Martin  29 P Martinengo  5 J L Martinez  22 M I Martínez  81 G Martínez García  32 S Masciocchi  13 M Masera  46   21 A Masoni  86 L Massacrier  35 A Mastroserio  88   137 A M Mathis  47 O Matonoha  4 P F T Matuoka  73 A Matyja  65 C Mayer  65 A L Mazuecos  5 F Mazzaschi  46   21 M Mazzilli  5 M A Mazzoni  138 J E Mdhluli  79 A F Mechler  24 F Meddi  139   21 Y Melikyan  100 A Menchaca-Rocha  18 E Meninno  94   95   77 A S Menon  22 M Meres  102 S Mhlanga  78   87 Y Miake  85 L Micheletti  46   21   16 L C Migliorin  83 D L Mihaylov  47 K Mikhaylov  53   12 A N Mishra  49 D Miśkowiec  13 A Modak  44   45 A P Mohanty  113 B Mohanty  93 M Mohisin Khan  8 Z Moravcova  56 C Mordasini  47 D A Moreira De Godoy  28 L A P Moreno  81 I Morozov  100 A Morsch  5 T Mrnjavac  5 V Muccifora  63 E Mudnic  112 D Mühlheim  28 S Muhuri  1 J D Mulligan  31 A Mulliri  46   21 M G Munhoz  73 R H Munzer  24 H Murakami  115 S Murray  87 L Musa  5 J Musinsky  124 C J Myers  22 J W Myrcha  97 B Naik  54   79 R Nair  132 B K Nandi  54 R Nania  7 E Nappi  88 M U Naru  19 A F Nassirpour  4 A Nath  29 C Nattrass  120 A Neagu  33 L Nellen  59 S V Nesbo  116 G Neskovic  96 D Nesterov  25 B S Nielsen  56 S Nikolaev  15 S Nikulin  15 V Nikulin  60 F Noferini  7 S Noh  140 P Nomokonov  53 J Norman  52 N Novitzky  85 P Nowakowski  97 A Nyanin  15 J Nystrand  23 M Ogino  110 A Ohlson  4 V A Okorokov  58 J Oleniacz  97 A C Oliveira Da Silva  120 M H Oliver  34 A Onnerstad  128 C Oppedisano  16 A Ortiz Velasquez  59 T Osako  141 A Oskarsson  4 J Otwinowski  65 K Oyama  110 Y Pachmayer  29 S Padhan  54 D Pagano  68   71 G Paić  59 A Palasciano  88 J Pan  111 S Panebianco  41 P Pareek  1 J Park  70 J E Parkkila  128 S P Pathak  22 R N Patra  5   40 B Paul  46   21 J Pazzini  68   71 H Pei  17 T Peitzmann  113 X Peng  17 L G Pereira  109 H Pereira Da Costa  41 D Peresunko  15 G M Perez  99 S Perrin  41 Y Pestov  142 V Petráček  64 M Petrovici  26 R P Pezzi  109   32 S Piano  105 M Pikna  102 P Pillot  32 O Pinazza  5   7 L Pinsky  22 C Pinto  20   21 S Pisano  63 M Płoskoń  31 M Planinic  103 F Pliquett  24 M G Poghosyan  69 B Polichtchouk  104 S Politano  6 N Poljak  103 A Pop  26 S Porteboeuf-Houssais  51 J Porter  31 V Pozdniakov  53 S K Prasad  44   45 R Preghenella  7 F Prino  16 C A Pruneau  111 I Pshenichnov  100 M Puccio  5 S Qiu  27 L Quaglia  46   21 R E Quishpe  22 S Ragoni  89 A Rakotozafindrabe  41 L Ramello  91 F Rami  57 S A R Ramirez  81 A G T Ramos  74   21 T A Rancien  90 R Raniwala  143 S Raniwala  143 S S Räsänen  144 R Rath  39 I Ravasenga  27 K F Read  69   120 A R Redelbach  96 K Redlich  132 A Rehman  23 P Reichelt  24 F Reidt  5 H A Reme-Ness  116 R Renfordt  24 Z Rescakova  10 K Reygers  29 A Riabov  60 V Riabov  60 T Richert  4   56 M Richter  33 W Riegler  5 F Riggi  20   21 C Ristea  61 S P Rode  39 M Rodríguez Cahuantzi  81 K Røed  33 R Rogalev  104 E Rogochaya  53 T S Rogoschinski  24 D Rohr  5 D Röhrich  23 P F Rojas  81 P S Rokita  97 F Ronchetti  63 A Rosano  135   36 E D Rosas  59 A Rossi  30 A Rotondi  67   68 A Roy  39 P Roy  82 S Roy  54 N Rubini  20   21 O V Rueda  4 R Rui  46   21 B Rumyantsev  53 P G Russek  42 A Rustamov  107 E Ryabinkin  15 Y Ryabov  60 A Rybicki  65 H Rytkonen  128 W Rzesa  97 O A M Saarimaki  144 R Sadek  32 S Sadovsky  104 J Saetre  23 K Šafařík  64 S K Saha  1 S Saha  93 B Sahoo  54 P Sahoo  54 R Sahoo  39 S Sahoo  145 D Sahu  39 P K Sahu  145 J Saini  1 S Sakai  85 S Sambyal  40 V Samsonov  58   60 D Sarkar  111 N Sarkar  1 P Sarma  62 V M Sarti  47 M H P Sas  34 J Schambach  69   66 H S Scheid  24 C Schiaua  26 R Schicker  29 A Schmah  29 C Schmidt  13 H R Schmidt  146 M O Schmidt  29 M Schmidt  146 N V Schmidt  24   69 A R Schmier  120 R Schotter  57 J Schukraft  5 Y Schutz  57 K Schwarz  13 K Schweda  13 G Scioli  20   21 E Scomparin  16 J E Seger  119 Y Sekiguchi  115 D Sekihata  115 I Selyuzhenkov  58   13 S Senyukov  57 J J Seo  70 D Serebryakov  100 L Šerkšnytė  47 A Sevcenco  61 T J Shaba  78 A Shabanov  100 A Shabetai  32 R Shahoyan  5 W Shaikh  82 A Shangaraev  104 A Sharma  101 H Sharma  65 M Sharma  40 N Sharma  101 S Sharma  40 O Sheibani  22 K Shigaki  141 M Shimomura  147 S Shirinkin  12 Q Shou  14 Y Sibiriak  15 S Siddhanta  86 T Siemiarczuk  132 T F Silva  73 D Silvermyr  4 G Simonetti  5 B Singh  47 R Singh  93 R Singh  40 R Singh  39 V K Singh  1 V Singhal  1 T Sinha  82 B Sitar  102 M Sitta  91 T B Skaali  33 G Skorodumovs  29 M Slupecki  144 N Smirnov  34 R J M Snellings  113 C Soncco  55 J Song  22 A Songmoolnak  123 F Soramel  20   21 S Sorensen  120 I Sputowska  65 J Stachel  29 I Stan  61 P J Steffanic  120 S F Stiefelmaier  29 D Stocco  32 I Storehaug  33 M M Storetvedt  116 C P Stylianidis  27 A A P Suaide  73 T Sugitate  141 C Suire  35 M Suljic  5 R Sultanov  12 M Šumbera  2 V Sumberia  40 S Sumowidagdo  11 S Swain  145 A Szabo  102 I Szarka  102 U Tabassam  19 S F Taghavi  47 G Taillepied  51 J Takahashi  84 G J Tambave  23 S Tang  17   51 Z Tang  38 M Tarhini  32 M G Tarzila  26 A Tauro  5 G Tejeda Muñoz  81 A Telesca  5 L Terlizzi  46   21 C Terrevoli  22 G Tersimonov  148 S Thakur  1 D Thomas  66 R Tieulent  83 A Tikhonov  100 A R Timmins  22 M Tkacik  122 A Toia  24 N Topilskaya  100 M Toppi  63 F Torales-Acosta  98 T Tork  35 R Cruz-Torres  31 S R Torres  64 A Trifiró  135   36 S Tripathy  7   59 T Tripathy  54 S Trogolo  20   21   5 G Trombetta  74   21 V Trubnikov  148 W H Trzaska  128 T P Trzcinski  97 B A Trzeciak  64 A Tumkin  76 R Turrisi  30 T S Tveter  33 K Ullaland  23 A Uras  83 M Urioni  68   71 G L Usai  46   21 M Vala  10 N Valle  67   68 S Vallero  16 N van der Kolk  113 L V R van Doremalen  113 M van Leeuwen  27 P Vande Vyvre  5 D Varga  49 Z Varga  49 M Varga-Kofarago  49 A Vargas  81 M Vasileiou  48 A Vasiliev  15 O Vázquez Doce  47 V Vechernin  25 E Vercellin  46   21 S Vergara Limón  81 L Vermunt  113 R Vértesi  49 M Verweij  113 L Vickovic  112 Z Vilakazi  79 O Villalobos Baillie  89 G Vino  88 A Vinogradov  15 T Virgili  94   95 V Vislavicius  56 A Vodopyanov  53 B Volkel  5 M A Völkl  29 K Voloshin  12 S A Voloshin  111 G Volpe  74   21 B von Haller  5 I Vorobyev  47 D Voscek  122 J Vrláková  10 B Wagner  23 C Wang  14 D Wang  14 M Weber  77 R J G V Weelden  27 A Wegrzynek  5 S C Wenzel  5 J P Wessels  28 J Wiechula  24 J Wikne  33 G Wilk  132 J Wilkinson  13 G A Willems  28 E Willsher  89 B Windelband  29 M Winn  41 W E Witt  120 J R Wright  66 W Wu  14 Y Wu  38 R Xu  17 S Yalcin  125 Y Yamaguchi  141 K Yamakawa  141 S Yang  23 S Yano  141   41 Z Yin  17 H Yokoyama  113 I-K Yoo  127 J H Yoon  70 S Yuan  23 A Yuncu  29 V Zaccolo  46   21 A Zaman  19 C Zampolli  5 H J C Zanoli  113 N Zardoshti  5 A Zarochentsev  25 P Závada  136 N Zaviyalov  76 H Zbroszczyk  97 M Zhalov  60 S Zhang  14 X Zhang  17 Y Zhang  38 V Zherebchevskii  25 Y Zhi  134 D Zhou  17 Y Zhou  56 J Zhu  17   13 Y Zhu  17 A Zichichi  20   21 G Zinovjev  148 N Zurlo  68   71 ALICE Collaboration
Affiliations
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Experimental Evidence for an Attractive p-ϕ Interaction

S Acharya et al. Phys Rev Lett. .
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Abstract

This Letter presents the first experimental evidence of the attractive strong interaction between a proton and a ϕ meson. The result is obtained from two-particle correlations of combined p-ϕ⊕ p[over ¯]-ϕ pairs measured in high-multiplicity pp collisions at sqrt[s]=13 TeV by the ALICE Collaboration. The spin-averaged scattering length and effective range of the p-ϕ interaction are extracted from the fully corrected correlation function employing the Lednický-Lyuboshits approach. In particular, the imaginary part of the scattering length vanishes within uncertainties, indicating that inelastic processes do not play a prominent role for the p-ϕ interaction. These data demonstrate that the interaction is dominated by elastic p-ϕ scattering. Furthermore, an analysis employing phenomenological Gaussian- and Yukawa-type potentials is conducted. Under the assumption of the latter, the N-ϕ coupling constant is found to be g_{N-ϕ}=0.14±0.03(stat)±0.02(syst). This work provides valuable experimental input to accomplish a self-consistent description of the N-ϕ interaction, which is particularly relevant for the more fundamental studies on partial restoration of chiral symmetry in nuclear medium.

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