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Observation of $\Lambda$ hyperon local polarization in pPb collisions at $\sqrt{s_\mathrm{NN}}$ = 8.16 TeV

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2025

[10.3204/PUBDB-2025-00884]  GO

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Report No.: CERN-EP-2024-328; CMS-HIN-24-002; arXiv:2502.07898

Abstract: The polarization of the $\Lambda$ and $\overline{\Lambda}$ hyperons along the beam direction has been measured in proton-lead (pPb) collisions at a center-of-mass energy per nucleon pair of 8.16 TeV. The data were obtained with the CMS detector at the LHC and correspond to an integrated luminosity of 186.0 $\pm$ 6.5 nb$^{-1}$. A significant azimuthal dependence of the hyperon polarization, characterized by the second-order Fourier sine coefficient $P_{z,s2}$, is observed. The $P_{z,s2}$ values decrease as a function of charged particle multiplicity, but increase with transverse momentum. A hydrodynamic model that describes the observed $P_{z,s2}$ values in nucleus-nucleus collisions by introducing vorticity effects does not reproduce either the sign or the magnitude of the pPb results. These observations pose a challenge to the current theoretical implementation of spin polarization in heavy ion collisions and offer new insights into the origin of spin polarization in hadronic collisions at LHC energies.


Note: Submitted to Physical Review Letters. All figures and tables can be found at http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/HIN-24-002 (CMS Public Pages)
Contributing Institute(s):
  1. LHC/CMS Experiment (CMS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
  2. HIDSS-0002 - DASHH: Data Science in Hamburg - Helmholtz Graduate School for the Structure of Matter (2019_IVF-HIDSS-0002) (2019_IVF-HIDSS-0002)
  3. DFG project G:(GEPRIS)390833306 - EXC 2121: Quantum Universe (390833306) (390833306)
Experiment(s):
  1. LHC: CMS

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Observation of $\Lambda$ hyperon local polarization in pPb collisions at $\sqrt{s_\mathrm{NN}}$ = 8.16 TeV
Physical review letters 135(13), 132301 () [10.1103/6ywq-gm61]  GO OpenAccess  Download fulltext Files  Download fulltextFulltext Download fulltextFulltext by arXiv.org BibTeX | EndNote: XML, Text | RIS

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