Observation of deuteron and antideuteron formation from resonance-decay nucleons

Acharya, S.; Agarwal, A.; Rinella, G.; Aglietta, L.; Agnello, M.; Agrawal, N.; Ahammed, Z.; Ahmad, S.; Ahn, S.; Ahuja, I.; Akindinov, A.; Akishina, V.; Al-Turany, M.; Aleksandrov, D.; Alessandro, B.; Alfanda, H.; Molina, R.; Ali, B.; Alici, A.; Alizadehvandchali, N.; Alkin, A.; Alme, J.; Alocco, G.; Alt, T.; Altamura, A.; Altsybeev, I.; Alvarado, J.; Anaam, M.; Andrei, C.; Andreou, N.; Andronic, A.; Andronov, E.; Anguelov, V.; Antinori, F.; Antonioli, P.; Apadula, N.; Appelshauser, H.; Arata, C.; Arcelli, S.; Arnaldi, R.; Arneiro, J.; Arsene, I.; Arslandok, M.; Augustinus, A.; Averbeck, R.; Averyanov, D.; Azmi, M.; Baba, H.; Badala, A.; Bae, J.; Bae, Y.; Baek, Y.; Bai, X.; Bailhache, R.; Bailung, Y.; Bala, R.; Baldisseri, A.; Balis, B.; Bangalia, S.; Banoo, Z.; Barbasova, V.; Barile, F.; Barioglio, L.; Barlou, M.; Barman, B.; Barnafoldi, G.; Barnby, L.; Barreau, E.; Barret, V.; Barreto, L.; Barth, K.; Bartsch, E.; Bastid, N.; Basu, S.; Batigne, G.; Battistini, D.; Batyunya, B.; Bauri, D.; Alba, J.; Bearden, I.; Becht, P.; Behera, D.; Belikov, I.; Hechavarria, A.; Bellini, F.; Bellwied, R.; Belokurova, S.; Beltran, L.; Beltran, Y.; Bencedi, G.; Bensaoula, A.; Beole, S.; Berdnikov, Y.; Berdnikova, A.; Bergmann, L.; Bernardinis, L.; Betev, L.; Bhaduri, P.; Bhalla, T.; Bhasin, A.; Bhattacharjee, B.; Bhattarai, S.; Bianchi, L.; Bielck, J.; Bielckova, J.; Bigot, A.; Bilandzic, A.; Binoy, A.; Biro, G.; Biswas, S.; Bize, N.; Blau, D.; Blidaru, M.; Bluhme, N.; Blume, C.; Bock, F.; Bodova, T.; Bok, J.; Boldizsar, L.; Bombara, M.; Bond, P.; Bonomi, G.; Borel, H.; Borissov, A.; Carcamo, A.; Botta, E.; Bouziani, Y.; Brandibur, D.; Bratrud, L.; Braun-Munzinger, P.; Bregant, M.; Broz, M.; Bruno, G.; Buchakchiev, V.; Buckland, M.; Budnikov, D.; Buesching, H.; Bufalino, S.; Buhler, P.; Burmasov, N.; Buthelezi, Z.; Bylinkin, A.; Bysiak, S.; Noris, J.; Cabrera, M.; Caines, H.; Caliva, A.; Villar, E.; Camacho, J.; Camerini, P.; Camerlingo, M.; Canedo, F.; Cannito, S.; Cantway, S.; Carabas, M.; Carnesecchi, F.; Carvalho, L.; Castellanos, J.; Castoldi, M.; Catalano, F.; Cattaruzzi, S.; Cerri, R.; Chakaberia, I.; Chakraborty, P.; Chandra, S.; Chapeland, S.; Chartier, M.; Chattopadhay, S.; Chen, M.; Cheng, T.; Cheshkov, C.; Chiappara, D.; Barroso, V.; Chinellato, D.; Chinu, F.; Chizzali, E.; Cho, J.; Cho, S.; Chochula, P.; Chochulska, Z.; Choudhury, D.; Choudhury, S.; Christakoglou, P.; Christensen, C.; Christiansen, P.; Chujo, T.; Ciacco, M.; Cicalo, C.; Cimador, G.; Cindolo, F.; Ciupek, M.; Clai, G.; Colamaria, F.; Colburn, J.; Colella, D.; Colelli, A.; Colocci, M.; Concas, M.; Balbastre, G.; del Valle, Z.; Contin, G.; Contreras, J.; Coquet, M.; Cortese, P.; Cosentino, M.; Costa, F.; Costanza, S.; Crochet, P.; Czarnynoga, M.; Dainese, A.; Dange, G.; Danisch, M.; Danu, A.; Das, P.; Das, S.; Dash, A.; Dash, S.; De Caro, A.; de Cataldo, G.; de Cuveland, J.; De Falco, A.; De Gruttola, D.; DeMarco, N.; De Martin, C.; DePasquale, S.; Deb, R.; DelGrande, R.; Dello Stritto, L.; de Souza, G.; Dhankher, P.; DiBari, D.; Di Costanzo, M.; Di Mauro, A.; Di Ruzza, B.; Diab, B.; Diaz, R.; Ding, Y.; Ditzel, J.; Divia, R.; Djuvsland, O.; Dmitrieva, U.; Dobrin, A.; Donigus, B.; Dubinski, J.; Dubla, A.; Dupieux, P.; Dzalaiova, N.; Eder, T.; Ehlers, R.; Eisenhut, F.; Ejima, R.; Elia, D.; Erazmus, B.; Ercolessi, F.; Espagnon, B.; Eulisse, G.; Evans, D.; Evdokimov, S.; Fabbietti, L.; Faggin, M.; Faivre, J.; Fan, F.; Fan, W.; Fang, T.; Fantoni, A.; Fasel, M.; Feofilov, G.; Tellez, A.; Ferrandi, L.; Ferrer, M.; Ferrero, A.; Ferrero, C.; Ferretti, A.; Feuillard, V.; Filova, V.; Finogeev, D.; Fionda, F.; Flor, F.; Flores, A.; Foertsch, S.; Fokin, I.; Fokin, S.; Follo, U.; Fragiacomo, E.; Frajna, E.; Fribert, H.; Fuchs, U.; Funicello, N.; Furget, C.; Furs, A.; Fusayasu, T.; Gaardhoje, J.; Gagliardi, M.; Gago, A.; Gahlaut, T.; Galvan, C.; Gami, S.; Gangadharan, D.; Ganoti, P.; Garabatos, C.; Garcia, J.; Chavez, T.; Garcia-Solis, E.; Garetti, S.; Gargiulo, C.; Gasik, P.; Gaur, H.; Gautam, A.; Ducati, M.; Germain, M.; Gernhaeuser, R.; Ghosh, C.; Giacalone, M.; Gioachin, G.; Giri, S.; Giubellino, P.; Giubilato, P.; Glaenzer, A.; Glassel, P.; Glimos, E.; Gonzalez, V.; Gordeev, P.; Gorgon, M.; Goswami, K.; Gotovac, S.; Grabski, V.; Graczykowski, L.; Grecka, E.; Grelli, A.; Grigoras, C.; Grigoriev, V.; Grigoryan, S.; Groettvik, O.; Grosa, F.; Grosse-Oetringhaus, J.; Grosso, R.; Grund, D.; Grunwald, N.; Guernane, R.; Guilbaud, M.; Gulbrandsen, K.; Gumprecht, J.; Gundem, T.; Gunji, T.; Guo, J.; Guo, W.; Gupta, A.; Gupta, R.; Gwizdziel, K.; Gyulai, L.; Hadjidakis, C.; Haider, F.; Haidlova, S.; Haldar, M.; Hamagaki, H.; Han, Y.; Hanley, B.; Hannigan, R.; Hansen, J.; Harris, J.; Harton, A.; Hartung, M.; Hassan, H.; Hatzifotiadou, D.; Hauer, P.; Havener, L.; Hellbar, E.; Helstrup, H.; Hemmer, M.; Herman, T.; Hernandez, S.; Corral, G.; Herrmann, S.; Hetland, K.; Heybeck, B.; Hillemanns, H.; Hippolyte, B.; Hobus, I.; Hoffmann, F.; Hofman, B.; Horzyk, A.; Hou, Y.; Hristov, P.; Huhn, P.; Huhta, L.; Humanic, T.; Hutson, A.; Hutter, D.; Hwang, M.; Ilkaev, R.; Inaba, M.; Ippolitov, M.; Isakov, A.; Isidori, T.; Islam, M.; Iurchenko, S.; Ivanov, M.; Ivanov, M.; Ivanov, V.; Iversen, K.; Jablonski, M.; Jacak, B.; Jacazio, N.; Jacobs, P.; Jadlovska, S.; Jadlovsky, J.; Jaelani, S.; Jahnke, C.; Jakubowska, M.; Janik, M.; Ji, S.; Jia, S.; Jiang, T.; Jimenez, A.; Jin, S.; Jonas, F.; Jones, D.; Jowett, J.; Jung, J.; Jung, M.; Junique, A.; Jusko, A.; Kaewjai, J.; Kalinak, P.; Kalweit, A.; Uysal, Ayben; Karatzenis, N.; Karavichev, O.; Karavicheva, T.; Karpechev, E.; Karwowska, M.; Kebschull, U.; Keil, M.; Ketzer, B.; Keul, J.; Khade, S.; Khan, A.; Khan, S.; Khanzadeev, A.; Kharlov, Y.; Khatun, A.; Khuntia, A.; Khuranova, Z.; Kileng, B.; Kim, B.; Kim, C.; Kim, D.; Kim, D.; Kim, E.; Kim, G.; Kim, H.; Kim, J.; Kim, M.; Kim, S.; Kim, T.; Kimura, K.; Kirsch, S.; Kisel, I.; Kiselev, S.; Kisiel, A.; Klay, J.; Klein, J.; Klein, S.; Klein-Bosing, C.; Kleiner, M.; Klemenz, T.; Kluge, A.; Kobdaj, C.; Kohara, R.; Kollegger, T.; Kondratyev, A.; Kondratyeva, N.; Konig, J.; Konigstorfer, S.; Konopka, P.; Kornakov, G.; Korwieser, M.; Koryciak, S.; Koster, C.; Kotliarov, A.; Kovacic, N.; Kovalenko, V.; Kowalski, M.; Kozhuharov, V.; Kozlov, G.; Kralik, I.; Kravcakova, A.; Krcal, L.; Krivda, M.; Krizek, F.; Gajdosova, K.; Krug, C.; Kruger, M.; Krupova, D.; Kryshen, E.; Kucera, V.; Kuhn, C.; Kuijer, P.; Kumaoka, T.; Kumar, D.; Kumar, L.; Kumar, N.; Kumar, S.; Kundu, S.; Kuo, M.; Kurashvili, P.; Kurepin, A.; Kuryakin, A.; Kushpil, S.; Kuskov, V.; Kutyla, M.; Kuznetsov, A.; Kweon, M.; Kwon, Y.; LaPointe, S.; LaRocca, P.; Lakrathok, A.; Lamanna, M.; Lambert, S.; Landou, A.; Langoy, R.; Larionov, P.; Laudi, E.; Lautner, L.; Laveaga, R.; Lavicka, R.; Lea, R.; Lee, H.; Legrand, I.; Legras, G.; Lejeune, A.; Lelek, T.; Lemmon, R.; Monzon, I.; Lesch, M.; Levai, P.; Li, M.; Li, P.; Li, X.; Liang-Gilman, B.; Lien, J.; Lietava, R.; Likmeta, I.; Lim, B.; Lim, H.; Lim, S.; Lin, S.; Lindenstruth, V.; Lippmann, C.; Liskova, D.; Liu, D.; Liu, J.; Liveraro, G.; Lofnes, I.; Loizides, C.; Lokos, S.; Lomker, J.; Lopez, X.; Torres, E.; Lotteau, C.; Lu, P.; Lu, W.; Lu, Z.; Lugo, F.; Luo, J.; Luparello, G.; Johnson, M.; Ma, Y.; Mager, M.; Mahlein, M.; Maire, A.; Majerz, E.; Makariev, M.; Malaev, M.; Malfattore, G.; Malik, N.; Malik, N.; Malik, S.; Mallick, D.; Mallick, N.; Mandaglio, G.; Mandal, S.; Manea, A.; Manko, V.; Manna, A.; Manso, F.; Mantzaridis, G.; Manzari, V.; Mao, Y.; Marcjan, R.; Margagliotti, G.; Margotti, A.; Marn, A.; Markert, C.; Martinengo, P.; Martinez, M.; Garcia, G.; Martins, M.; Masciocchi, S.; Masera, M.; Masoni, A.; Massacrier, L.; Massen, O.; Mastroserio, A.; Mattei, L.; Mattiazzo, S.; Matyja, A.; Mazzaschi, F.; Mazzilli, M.; Melikyan, Y.; Melo, M.; Menchaca-Rocha, A.; Mendez, J.; Meninno, E.; Menon, A.; Menzel, M.; Meres, M.; Micheletti, L.; Mihai, D.; Mihaylov, D.; Mikalsen, A.; Mikhaylov, K.; Minafra, N.; Miskowiec, D.; Modak, A.; Mohanty, B.; Khan, M.; Molander, M.; Mondal, M.; Monira, S.; Mordasini, C.; DeGodoy, D.; Morozov, I.; Morsch, A.; Mrnjavac, T.; Muccifora, V.; Muhuri, S.; Mulliri, A.; Munhoz, M.; Munzer, R.; Murakami, H.; Musa, L.; Musinsky, J.; Myrcha, J.; Sundstrom, N.; Naik, B.; Nambrath, A.; Nandi, B.; Nania, R.; Nappi, E.; Nassirpour, A.; Nastase, V.; Nath, A.; Nathanson, N.; Nattrass, C.; Naumov, K.; Naydenov, M.; Neagu, A.; Nellen, L.; Nepeivoda, R.; Nese, S.; Nicassio, N.; Nielsen, B.; Nielsen, E.; Nikolaev, S.; Nikulin, V.; Noferini, F.; Noh, S.; Nomokonov, P.; Norman, J.; Novitzky, N.; Nystrand, J.; Ockleton, M.; Ogino, M.; Oh, S.; Ohlson, A.; Okorokov, V.; Oleniacz, J.; Oppedisano, C.; Velasquez, A.; Otwinowski, J.; Oya, M.; Oyama, K.; Padhan, S.; Pagano, D.; Paic, G.; Paisano-Guzman, S.; Palasciano, A.; Panasenko, I.; Panebianco, S.; Panigrahi, P.; Pantouvakis, C.; Park, H.; Park, J.; Park, S.; Parkkila, J.; Patley, Y.; Paudel, P.; Paudel, P.; Paul, B.; Pei, H.; Peitzmann, T.; Peng, X.; Pennisi, M.; Perciballi, S.; Peresunko, D.; Perez, G.; Pestov, Y.; Petrov, V.; Petrovici, M.; Piano, S.; Pikna, M.; Pillot, P.; Pinazza, O.; Pinsky, L.; Pinto, C.; Pisano, S.; Ploskon, M.; Planinic, M.; Plociennik, D.; Poghosyan, M.; Polichtchouk, B.; Politano, S.; Poljak, N.; Pop, A.; Porteboeuf-Houssais, S.; Pozos, I.; Pradhan, K.; Prasad, S.; Prasad, S.; Preghenella, R.; Prino, F.; Pruneau, C.; Pshenichnov, I.; Puccio, M.; Pucillo, S.; Quaglia, L.; Radhakrishnan, A.; Ragoni, S.; Rai, A.; Rakotozafindrabe, A.; Ramasubramanian, N.; Ramello, L.; Ramirez-Alvarez, C.; Rasa, M.; Rasanen, S.; Rath, R.; Rauch, M.; Ravasenga, I.; Read, K.; Reckziegel, C.; Redelbach, A.; Redlich, K.; Reetz, C.; Regules-Medel, H.; Rehman, A.; Reidt, F.; Reme-Ness, H.; Reygers, K.; Riabov, A.; Riabov, V.; Ricci, R.; Richter, M.; Riedel, A.; Riegler, W.; Riffero, A.; Rignanese, M.; Ripoli, C.; Ristea, C.; Rodriguez, M.; Cahuantzi, M.; Roed, K.; Rogalev, R.; Rogochaya, E.; Rohr, D.; Rohrich, D.; Torres, S.; Rokita, P.; Romanenko, G.; Ronchetti, F.; Herrera, D.; Rosas, E.; Roslon, K.; Rossi, A.; Roy, A.; Roy, S.; Rubini, N.; Rudolph, J.; Ruggiano, D.; Rui, R.; Russek, P.; Russo, R.; Rustamov, A.; Ryabinkin, E.; Ryabov, Y.; Rybicki, A.; Ryder, L.; Ryu, J.; Rzesa, W.; Sabiu, B.; Sadhu, S.; Sadovsky, S.; Saetre, J.; Saha, S.; Sahoo, B.; Sahoo, R.; Sahu, D.; Sahu, P.; Saini, J.; Sajdakova, K.; Sakai, S.; Sambyal, S.; Samitz, D.; Sanna, I.; Saramela, T.; Sarkar, D.; Sarma, P.; Sarritzu, V.; Sarti, V.; Sas, M.; Sawan, S.; Scapparone, E.; Schambach, J.; Scheid, H.; Schiaua, C.; Schicker, R.; Schlepper, F.; Schmah, A.; Schmidt, C.; Schmidt, M.; Schmidt, M.; Schmidt, N.; Schmier, A.; Schoengarth, J.; Schotter, R.; Schroter, A.; Schukraft, J.; Schweda, K.; Scioli, G.; Scomparin, E.; Seger, J.; Sekiguchi, Y.; Sekihata, D.; Selina, M.; Selyuzhenkov, I.; Senyukov, S.; Seo, J.; Serebryakov, D.; Serkin, L.; Serksnyte, L.; Sevcenco, A.; Shaba, T.; Shabetai, A.; Shahoyan, R.; Shangaraev, A.; Sharma, B.; Sharma, D.; Sharma, H.; Sharma, M.; Sharma, S.; Sharma, T.; Sharma, U.; Shatat, A.; Sheibani, O.; Shigaki, K.; Shimomura, M.; Shirinkin, S.; Shou, Q.; Sibiriak, Y.; Siddhanta, S.; Siemiarczuk, T.; Silva, T.; Silvermyr, D.; Simantathammakul, T.; Simeonov, R.; Singh, B.; Singh, B.; Singh, K.; Singh, R.; Singh, S.; Singh, V.; Singhal, V.; Sinha, T.; Sitar, B.; Sitta, M.; Skaali, T.; Skorodumovs, G.; Smirnov, N.; Snellings, R.; Solheim, E.; Sonnabend, C.; Sonneveld, J.; Soramel, F.; Soto-Hernandez, A.; Spijkers, R.; Sputowska, I.; Staa, J.; Stachel, J.; Stan, I.; Stellhorn, T.; Stiefelmaier, S.; Stocco, D.; Storehaug, I.; Strangmann, N.; Stratmann, P.; Strazzi, S.; Sturniolo, A.; Stylianidis, C.; Suaide, A.; Suire, C.; Suiu, A.; Sukhanov, M.; Suljic, M.; Sultanov, R.; Sumberia, V.; Sumowidagdo, S.; Tabares, L.; Taghavi, S.; Takahashi, J.; Tambave, G.; Tang, Z.; Tanwar, J.; Takaki, J.; Tapus, N.; Tarasovicova, L.; Tarzila, M.; Tauro, A.; Garcia, A.; Munoz, G.; Terlizzi, L.; Terrevoli, C.; Thakur, D.; Thakur, S.; Thogersen, M.; Thomas, D.; Tikhonov, A.; Tiltmann, N.; Timmins, A.; Tkacik, M.; Toia, A.; Tokumoto, R.; Tomassini, S.; Tomohiro, K.; Topilskaya, N.; Toppi, M.; Torres, V.; Trifiro, A.; Triloki, T.; Triolo, A.; Tripathy, S.; Tripathy, T.; Trogolo, S.; Trubnikov, V.; Trzaska, W.; Trzcinski, T.; Tsolanta, C.; Tu, R.; Tumkin, A.; Turrisi, R.; Tveter, T.; Ullaland, K.; Ulukutlu, B.; Upadhyaya, S.; Uras, A.; Urioni, M.; Usai, G.; Vaid, M.; Vala, M.; Valle, N.; van Doremalen, L.; van Leeuwen, M.; vanVeen, C.; van Weelden, R.; Varga, D.; Varga, Z.; Torres, P.; Vasileiou, M.; Vasiliev, A.; Doce, O.; Rueda, O.; Vechernin, V.; Veen, P.; Vercellin, E.; Verma, R.; Vertesi, R.; Verweij, M.; Vickovic, L.; Vilakazi, Z.; Baillie, O.; Villani, A.; Vinogradov, A.; Virgili, T.; Virta, M.; Vodopyanov, A.; Volkel, B.; Volkl, M.; Voloshin, S.; Volpe, G.; vonhaller, B.; Vorobyev, I.; Vozniuk, N.; Vrlakova, J.; Wan, J.; Wang, C.; Wang, D.; Wang, Y.; Wang, Z.; Wegrzynek, A.; Weiglhofer, F.; Wenzel, S.; Wessels, J.; Wiacek, P.; Wiechula, J.; Wikne, J.; Wilk, G.; Wilkinson, J.; Willems, G.; Windelband, B.; Winn, M.; Wright, J.; Wu, W.; Wu, Y.; Xiong, K.; Xiong, Z.; Xu, R.; Yadav, A.; Yadav, A.; Yamaguchi, Y.; Yang, S.; Yano, S.; Yeats, E.; Yi, J.; Yin, Z.; Yoo, I.; Yoon, J.; Yu, H.; Yuan, S.; Yuncu, A.; Zaccolo, V.; Zampolli, C.; Zanone, F.; Zardoshti, N.; Zavada, P.; Zhalov, M.; Zhang, B.; Zhang, C.; Zhang, L.; Zhang, M.; Zhang, M.; Zhang, S.; Zhang, X.; Zhang, Y.; Zhang, Z.; Zhao, M.; Zherebchevskii, V.; Zhi, Y.; Zhou, D.; Zhou, Y.; Zhu, J.; Zhu, S.; Zhu, Y.; Zugravel, S.; Zurlo, N.

doi:10.1038/s41586-025-09775-5

Observation of deuteron and antideuteron formation from resonance-decay nucleons

Acharya S., Agarwal A., Rinella G. A., Aglietta L., Agnello M., Agrawal N., ...More

NATURE, vol.648, no.8093, pp.306-319, 2025 (SCI-Expanded, Scopus)

Publication Type: Article / Article
Volume: 648 Issue: 8093
Publication Date: 2025
Doi Number: 10.1038/s41586-025-09775-5
Journal Name: NATURE
Journal Indexes: Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED), Scopus, BIOSIS, Chemical Abstracts Core, EMBASE, Geobase, INSPEC, MEDLINE, MLA - Modern Language Association Database, Psycinfo, zbMATH, Nature Index
Page Numbers: pp.306-319
Yıldız Technical University Affiliated: Yes

Abstract

High-energy hadronic collisions generate environments characterized by temperatures above 100 MeV (refs. 1,2), about 100,000 times hotter than the centre of the Sun. At present, it is therefore unclear how light (anti)nuclei with mass number A of a few units, such as the deuteron, He-3 or He-4, each bound by only a few MeV, can emerge from these collisions(3,4). Here, the ALICE Collaboration reports that deuteron-pion momentum correlations in proton-proton (pp) collisions provide model-independent evidence that about 90% of the observed (anti)deuterons are produced in nuclear reactions5 following the decay of short-lived resonances, such as the Delta(1232). These findings, obtained by the ALICE Collaboration at the Large Hadron Collider, resolve a gap in our understanding of nucleosynthesis in ultrarelativistic hadronic collisions. Apart from offering insights on how (anti)nuclei are formed in hadronic collisions, the results can be used in the modelling of the production of light and heavy nuclei in cosmic rays6 and dark-matter decays(7,8).