Physics Letters B (Dec 2022)
Measurement of global polarization of Λ hyperons in few-GeV heavy-ion collisions
- R. Abou Yassine,
- J. Adamczewski-Musch,
- C. Asal,
- M. Becker,
- A. Belounnas,
- A. Blanco,
- C. Blume,
- L. Chlad,
- P. Chudoba,
- I. Ciepał,
- M. Cordts,
- J. Dreyer,
- W.A. Esmail,
- L. Fabbietti,
- H. Floersheimer,
- P. Fonte,
- J. Friese,
- I. Fröhlich,
- J. Förtsch,
- T. Galatyuk,
- T. Gniazdowski,
- R. Greifenhagen,
- M. Grunwald,
- M. Gumberidze,
- S. Harabasz,
- T. Heinz,
- C. Höhne,
- F. Hojeij,
- R. Holzmann,
- H. Huck,
- M. Idzik,
- B. Kämpfer,
- K-H. Kampert,
- B. Kardan,
- V. Kedych,
- I. Koenig,
- W. Koenig,
- M. Kohls,
- J. Kolas,
- G. Kornakov,
- R. Kotte,
- I. Kres,
- W. Krueger,
- A. Kugler,
- R. Lalik,
- S. Lebedev,
- S. Linev,
- F. Linz,
- L. Lopes,
- M. Lorenz,
- A. Malige,
- J. Markert,
- T. Matulewicz,
- S. Maurus,
- V. Metag,
- J. Michel,
- A. Molenda,
- C. Müntz,
- M. Nabroth,
- L. Naumann,
- K. Nowakowski,
- J. Orliński,
- J.-H. Otto,
- M. Parschau,
- C. Pauly,
- V. Pechenov,
- O. Pechenova,
- D. Pfeifer,
- K. Piasecki,
- J. Pietraszko,
- T. Povar,
- A. Prozorov,
- W. Przygoda,
- K. Pysz,
- B. Ramstein,
- N. Rathod,
- J. Ritman,
- P. Rodriguez-Ramos,
- A. Rost,
- A. Rustamov,
- P. Salabura,
- J. Saraiva,
- N. Schild,
- E. Schwab,
- F. Scozzi,
- F. Seck,
- I. Selyuzhenkov,
- U. Singh,
- L. Skorpil,
- J. Smyrski,
- S. Spies,
- M.S. Stefaniak,
- H. Ströbele,
- J. Stroth,
- K. Sumara,
- O. Svoboda,
- M. Szala,
- P. Tlusty,
- M. Traxler,
- V. Wagner,
- M. Wasiluk,
- A.A. Weber,
- C. Wendisch,
- J. Wirth,
- H.P. Zbroszczyk,
- E. Zherebtsova,
- M. Zielinski,
- P. Zumbruch
Affiliations
- R. Abou Yassine
- Technische Universität Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany; Laboratoire de Physique des 2 infinis Irène Joliot-Curie, Université Paris-Saclay, CNRS-IN2P3, 91405 Orsay, France
- J. Adamczewski-Musch
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- C. Asal
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- M. Becker
- II.Physikalisches Institut, Justus Liebig Universität Giessen, 35392 Giessen, Germany
- A. Belounnas
- Laboratoire de Physique des 2 infinis Irène Joliot-Curie, Université Paris-Saclay, CNRS-IN2P3, 91405 Orsay, France
- A. Blanco
- LIP-Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, 3004-516 Coimbra, Portugal
- C. Blume
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- L. Chlad
- Nuclear Physics Institute, The Czech Academy of Sciences, 25068 Rez, Czech Republic
- P. Chudoba
- Nuclear Physics Institute, The Czech Academy of Sciences, 25068 Rez, Czech Republic
- I. Ciepał
- Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences, 31342 Kraków, Poland
- M. Cordts
- Technische Universität Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany
- J. Dreyer
- Institut für Strahlenphysik, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, 01314 Dresden, Germany
- W.A. Esmail
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- L. Fabbietti
- Physik Department E62, Technische Universität München, 85748 Garching, Germany; Excellence Cluster ‘Origin and Structure of the Universe’, 85748 Garching, Germany
- H. Floersheimer
- Technische Universität Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany
- P. Fonte
- LIP-Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, 3004-516 Coimbra, Portugal
- J. Friese
- Physik Department E62, Technische Universität München, 85748 Garching, Germany
- I. Fröhlich
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- J. Förtsch
- Bergische Universität Wuppertal, 42119 Wuppertal, Germany
- T. Galatyuk
- Technische Universität Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany; GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- T. Gniazdowski
- Warsaw University of Technology, 00-662 Warsaw, Poland
- R. Greifenhagen
- Institut für Strahlenphysik, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, 01314 Dresden, Germany
- M. Grunwald
- Warsaw University of Technology, 00-662 Warsaw, Poland
- M. Gumberidze
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- S. Harabasz
- Technische Universität Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany
- T. Heinz
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- C. Höhne
- II.Physikalisches Institut, Justus Liebig Universität Giessen, 35392 Giessen, Germany; GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- F. Hojeij
- Laboratoire de Physique des 2 infinis Irène Joliot-Curie, Université Paris-Saclay, CNRS-IN2P3, 91405 Orsay, France
- R. Holzmann
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- H. Huck
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- M. Idzik
- AGH University of Science and Technology, Faculty of Physics and Applied Computer Science, 30-059 Kraków, Poland
- B. Kämpfer
- Institut für Strahlenphysik, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, 01314 Dresden, Germany
- K-H. Kampert
- Bergische Universität Wuppertal, 42119 Wuppertal, Germany
- B. Kardan
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- V. Kedych
- Technische Universität Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany
- I. Koenig
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- W. Koenig
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- M. Kohls
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- J. Kolas
- Warsaw University of Technology, 00-662 Warsaw, Poland
- G. Kornakov
- Warsaw University of Technology, 00-662 Warsaw, Poland
- R. Kotte
- Institut für Strahlenphysik, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, 01314 Dresden, Germany
- I. Kres
- Bergische Universität Wuppertal, 42119 Wuppertal, Germany
- W. Krueger
- Technische Universität Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany
- A. Kugler
- Nuclear Physics Institute, The Czech Academy of Sciences, 25068 Rez, Czech Republic
- R. Lalik
- Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University of Cracow, 30-059 Kraków, Poland
- S. Lebedev
- II.Physikalisches Institut, Justus Liebig Universität Giessen, 35392 Giessen, Germany
- S. Linev
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- F. Linz
- Technische Universität Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany; GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- L. Lopes
- LIP-Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, 3004-516 Coimbra, Portugal
- M. Lorenz
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- A. Malige
- Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University of Cracow, 30-059 Kraków, Poland
- J. Markert
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- T. Matulewicz
- Uniwersytet Warszawski - Instytut Fizyki Doświadczalnej, 02-093 Warszawa, Poland
- S. Maurus
- Physik Department E62, Technische Universität München, 85748 Garching, Germany
- V. Metag
- II.Physikalisches Institut, Justus Liebig Universität Giessen, 35392 Giessen, Germany
- J. Michel
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- A. Molenda
- AGH University of Science and Technology, Faculty of Physics and Applied Computer Science, 30-059 Kraków, Poland
- C. Müntz
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- M. Nabroth
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- L. Naumann
- Institut für Strahlenphysik, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, 01314 Dresden, Germany
- K. Nowakowski
- Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University of Cracow, 30-059 Kraków, Poland
- J. Orliński
- Uniwersytet Warszawski - Instytut Fizyki Doświadczalnej, 02-093 Warszawa, Poland
- J.-H. Otto
- II.Physikalisches Institut, Justus Liebig Universität Giessen, 35392 Giessen, Germany
- M. Parschau
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- C. Pauly
- Bergische Universität Wuppertal, 42119 Wuppertal, Germany
- V. Pechenov
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- O. Pechenova
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- D. Pfeifer
- Bergische Universität Wuppertal, 42119 Wuppertal, Germany
- K. Piasecki
- Uniwersytet Warszawski - Instytut Fizyki Doświadczalnej, 02-093 Warszawa, Poland
- J. Pietraszko
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- T. Povar
- Bergische Universität Wuppertal, 42119 Wuppertal, Germany
- A. Prozorov
- Nuclear Physics Institute, The Czech Academy of Sciences, 25068 Rez, Czech Republic
- W. Przygoda
- Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University of Cracow, 30-059 Kraków, Poland
- K. Pysz
- Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences, 31342 Kraków, Poland
- B. Ramstein
- Laboratoire de Physique des 2 infinis Irène Joliot-Curie, Université Paris-Saclay, CNRS-IN2P3, 91405 Orsay, France
- N. Rathod
- Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University of Cracow, 30-059 Kraków, Poland
- J. Ritman
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- P. Rodriguez-Ramos
- Nuclear Physics Institute, The Czech Academy of Sciences, 25068 Rez, Czech Republic
- A. Rost
- Technische Universität Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany; GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- A. Rustamov
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- P. Salabura
- Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University of Cracow, 30-059 Kraków, Poland
- J. Saraiva
- LIP-Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, 3004-516 Coimbra, Portugal
- N. Schild
- Technische Universität Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany
- E. Schwab
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- F. Scozzi
- Technische Universität Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany; Laboratoire de Physique des 2 infinis Irène Joliot-Curie, Université Paris-Saclay, CNRS-IN2P3, 91405 Orsay, France
- F. Seck
- Technische Universität Darmstadt, 64289 Darmstadt, Germany
- I. Selyuzhenkov
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- U. Singh
- Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University of Cracow, 30-059 Kraków, Poland
- L. Skorpil
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- J. Smyrski
- Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University of Cracow, 30-059 Kraków, Poland
- S. Spies
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- M.S. Stefaniak
- Warsaw University of Technology, 00-662 Warsaw, Poland
- H. Ströbele
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- J. Stroth
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany; GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany; Corresponding author.
- K. Sumara
- Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University of Cracow, 30-059 Kraków, Poland
- O. Svoboda
- Nuclear Physics Institute, The Czech Academy of Sciences, 25068 Rez, Czech Republic
- M. Szala
- Institut für Kernphysik, Goethe-Universität, 60438 Frankfurt, Germany
- P. Tlusty
- Nuclear Physics Institute, The Czech Academy of Sciences, 25068 Rez, Czech Republic
- M. Traxler
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- V. Wagner
- Nuclear Physics Institute, The Czech Academy of Sciences, 25068 Rez, Czech Republic
- M. Wasiluk
- Warsaw University of Technology, 00-662 Warsaw, Poland
- A.A. Weber
- II.Physikalisches Institut, Justus Liebig Universität Giessen, 35392 Giessen, Germany
- C. Wendisch
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- J. Wirth
- Physik Department E62, Technische Universität München, 85748 Garching, Germany; Excellence Cluster ‘Origin and Structure of the Universe’, 85748 Garching, Germany
- H.P. Zbroszczyk
- Warsaw University of Technology, 00-662 Warsaw, Poland
- E. Zherebtsova
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- M. Zielinski
- Smoluchowski Institute of Physics, Jagiellonian University of Cracow, 30-059 Kraków, Poland
- P. Zumbruch
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, 64291 Darmstadt, Germany
- Journal volume & issue
-
Vol. 835
p. 137506
Abstract
The global polarization of Λ hyperons along the total orbital angular momentum of a relativistic heavy-ion collision is presented based on the high statistics data samples collected in Au+Au collisions at sNN=2.4 GeV and Ag+Ag at 2.55 GeV with the High-Acceptance Di-Electron Spectrometer (HADES) at GSI, Darmstadt. This is the first measurement below the strangeness production threshold in nucleon-nucleon collisions. Results are reported as a function of the collision centrality as well as a function of the hyperon's transverse momentum (pT) and rapidity (yCM) for the range of centrality 0–40%. We observe a strong centrality dependence of the polarization with an increasing signal towards peripheral collisions. For mid-central (20 – 40%) collisions the polarization magnitudes are 〈PΛ〉(%)=6.8±1.3(stat.)±2.1(syst.) for Au+Au and 〈PΛ〉(%)=6.2±0.4(stat.)±0.6(syst.) for Ag+Ag, which are the largest values observed so far. This observation thus provides a continuation of the increasing trend previously observed by STAR and contrasts expectations from recent theoretical calculations predicting a maximum in the region of collision energies about 3 GeV. The observed polarization is of a similar magnitude as predicted by 3D-fluid-dynamics and the UrQMD plus thermal vorticity model and significantly above results from the AMPT model.