Evidence of Spin-Orbital Angular Momentum Interactions in Relativistic Heavy-Ion Collisions

Acharya, S.;Adamova, D.;Adler, A.;Adolfsson, J.;Aggarwal, M. M.;Rinella, G. Aglieri;Agnello, M.;Agrawal, N.;Ahammed, Z.;Ahmad, S.;Ahn, S. U.;Akindinov, A.;Al-Turany, M.;Alam, S. N.;Albuquerque, D. S. D.;Aleksandrov, D.;Alessandro, B.;Alfanda, H. M.;Alfaro Molina, R.;Ali, B.;Ali, Y.;Alici, A.;Alkin, A.;Alme, J.;Alt, T.;Altenkamper, L.;Altsybeev, I;Anaam, M. N.;Andrei, C.;Andreou, D.;Andrews, H. A.;Andronic, A.;Angeletti, M.;Anguelov, V;Anson, C.;Anticic, T.;Antinori, F.;Antonioli, P.;Anwar, R.;Apadula, N.;Aphecetche, L.;Appelshaeuser, H.;Arcelli, S.;Arnaldi, R.;Arratia, M.;Arsene, I. C.;Arslandok, M.;Augustinus, A.;Averbeck, R.;Aziz, S.;Azmi, M. D.;Badala, A.;Baek, Y. W.;Bagnasco, S.;Bai, X.;Bailhache, R.;Bala, R.;Baldisseri, A.;Ball, M.;Balouza, S.;Barbera, R.;Barioglio, L.;Barnafoldi, G. G.;Barnby, L. S.;Barret, V;Bartalini, P.;Barth, K.;Bartsch, E.;Baruffaldi, F.;Bastid, N.;Basu, S.;Batigne, G.;Batyunya, B.;Bauri, D.;Bazo Alba, J. L.;Bearden, I. G.;Bedda, C.;Behera, N. K.;Belikov, I;Hechavarria, A. D. C. Bell;Bellini, F.;Bellwied, R.;Belyaev, V;Bencedi, G.;Beole, S.;Bercuci, A.;Berdnikov, Y.;Berenyi, D.;Bertens, R. A.;Berzano, D.;Besoiu, M. G.;Betev, L.;Bhasin, A.;Bhat, I. R.;Bhat, M. A.;Bhatt, H.;Bhattacharjee, B.;Bianchi, A.;Bianchi, L.;Bianchi, N.;Bielcik, J.;Bielcikova, J.;Bilandzic, A.;Biro, G.;Biswas, R.;Biswas, S.;Blair, J. T.;Blau, D.;Blume, C.;Boca, G.;Bock, F.;Bogdanov, A.;Boi, S.;Boldizsar, L.;Bolozdynya, A.;Bombara, M.;Bonomi, G.;Borel, H.;Borissov, A.;Bossi, H.;Botta, E.;Bratrud, L.;Braun-Munzinger, P.;Bregant, M.;Broz, M.;Brucken, E. J.;Bruna, E.;Bruno, G. E.;Buckland, M. D.;Budnikov, D.;Buesching, H.;Bufalino, S.;Bugnon, O.;Buhler, P.;Buncic, P.;Buthelezi, Z.;Butt, J. B.;Buxton, J. T.;Bysiak, S. A.;Caffarri, D.;Caliva, A.;Calvo Villar, E.;Camacho, R. S.;Camerini, P.;Capon, A. A.;Carnesecchi, F.;Caron, R.;Castellanos, J. Castillo;Castro, A. J.;Casula, E. A. R.;Catalano, F.;Sanchez, C. Ceballos;Chakraborty, P.;Chandra, S.;Chang, W.;Chapeland, S.;Chartier, M.;Chattopadhyay, S.;Chauvin, A.;Cheshkov, C.;Cheynis, B.;Barroso, V. Chibante;Chinellato, D. D.;Cho, S.;Chochula, P.;Chowdhury, T.;Christakoglou, P.;Christensen, C. H.;Christiansen, P.;Chujo, T.;Cicalo, C.;Cifarelli, L.;Cindolo, F.;Cleymans, J.;Colamaria, F.;Colella, D.;Collu, A.;Colocci, M.;Concas, M.;Balbastre, G. Conesa;del Valle, Z. Conesa;Contin, G.;Contreras, J. G.;Cormier, T. M.;Morales, Y. Corrales;Cortese, P.;Cosentino, M. R.;Costa, F.;Costanza, S.;Crochet, P.;Cuautle, E.;Cui, P.;Cunqueiro, L.;Dabrowski, D.;Dahms, T.;Dainese, A.;Damas, F. P. A.;Danisch, M. C.;Danu, A.;Das, D.;Das, I;Das, P.;Das, S.;Dash, A.;Dash, S.;De, S.;De Caro, A.;de Cataldo, G.;de Cuveland, J.;De Falco, A.;De Gruttola, D.;De Marco, N.;De Pasquale, S.;Deb, S.;Debjani, B.;Degenhardt, H. F.;Deja, K. R.;Deloff, A.;Delsanto, S.;Devetak, D.;Dhankher, P.;Di Bari, D.;Di Mauro, A.;Diaz, R. A.;Dietel, T.;Dillenseger, P.;Ding, Y.;Divia, R.;Dixit, D. U.;Djuvsland, O.;Dmitrieva, U.;Dobrin, A.;Doenigus, B.;Dordic, O.;Dubey, A. K.;Dubla, A.;Dudi, S.;Dukhishyam, M.;Dupieux, P.;Ehlers, R. J.;Eikeland, V. N.;Elia, D.;Engel, H.;Epple, E.;Erazmus, B.;Erhardt, F.;Erokhin, A.;Ersdal, M. R.;Espagnon, B.;Eulisse, G.;Evans, D.;Evdokimov, S.;Fabbietti, L.;Faggin, M.;Faivre, J.;Fan, F.;Fantoni, A.;Fasel, M.;Fecchio, P.;Feliciello, A.;Feofilov, G.;Fernandez Tellez, A.;Ferrero, A.;Ferretti, A.;Festanti, A.;Feuillard, V. J. G.;Figiel, J.;Filchagin, S.;Finogeev, D.;Fionda, F. M.;Fiorenza, G.;Flor, F.;Foertsch, S.;Foka, P.;Fokin, S.;Fragiacomo, E.;Frankenfeld, U.;Fuchs, U.;Furget, C.;Furs, A.;Girard, M. Fusco;Gaardhoje, J. J.;Gagliardi, M.;Gago, A. M.;Gal, A.;Galvan, C. D.;Ganoti, P.;Garabatos, C.;Garcia-Solis, E.;Garg, K.;Gargiulo, C.;Garibli, A.;Garner, K.;Gasik, P.;Gauger, E. F.;Gay Ducati, M. B.;Germain, M.;Ghosh, J.;Ghosh, P.;Ghosh, S. K.;Gianotti, P.;Giubellino, P.;Giubilato, P.;Glaessel, P.;Gomez Coral, D. M.;Ramirez, A. Gomez;Gonzalez, V;Gonzalez-Zamora, P.;Gorbunov, S.;Gorlich, L.;Gotovac, S.;Grabski, V;Graczykowski, L. K.;Graham, K. L.;Greiner, L.;Grelli, A.;Grigoras, C.;Grigoriev, V;Grigoryan, A.;Grigoryan, S.;Groettvik, O. S.;Grosa, F.;Grosse-Oetringhaus, J. F.;Grosso, R.;Guernane, R.;Guittiere, M.;Gulbrandsen, K.;Gunji, T.;Gupta, A.;Gupta, R.;Guzman, I. B.;Haake, R.;Habib, M. K.;Hadjidakis, C.;Hamagaki, H.;Hamar, G.;Hamid, M.;Hannigan, R.;Haque, M. R.;Harlenderova, A.;Harris, J. W.;Harton, A.;Hasenbichler, J. A.;Hassan, H.;Hatzifotiadou, D.;Hauer, P.;Hayashi, S.;Heckel, S. T.;Hellbr, E.;Helstrup, H.;Herghelegiu, A.;Herman, T.;Hernandez, E. G.;Herrera Corral, G.;Herrmann, F.;Hetland, K. F.;Hilden, T. E.;Hillemanns, H.;Hills, C.;Hippolyte, B.;Hohlweger, B.;Horak, D.;Hornung, A.;Hornung, S.;Hosokawa, R.;Hristov, P.;Huang, C.;Hughes, C.;Huhn, P.;Humanic, T. J.;Hushnud, H.;Husova, L. A.;Hussain, N.;Hussain, S. A.;Hutter, D.;Iddon, J. P.;Ilkaev, R.;Inaba, M.;Innocenti, G. M.;Ippolitov, M.;Isakov, A.;Islam, M. S.;Ivanov, M.;Ivanov, V;Izucheev, V;Jacak, B.;Jacazio, N.;Jacobs, P. M.;Jadlovska, S.;Jadlovsky, J.;Jaelani, S.;Jahnke, C.;Jakubowska, M. J.;Janik, M. A.;Janson, T.;Jercic, M.;Jevons, O.;Jin, M.;Jonas, F.;Jones, P. G.;Jung, J.;Jung, M.;Jusko, A.;Kalinak, P.;Kalweit, A.;Kaplin, V;Kar, S.;Uysal, A. Karasu;Karavichev, O.;Karavicheva, T.;Karczmarczyk, P.;Karpechev, E.;Kazantsev, A.;Kebschull, U.;Keidel, R.;Keil, M.;Ketzer, B.;Khabanova, Z.;Khan, A. M.;Khan, S.;Khan, S. A.;Khanzadeev, A.;Kharlov, Y.;Khatun, A.;Khuntia, A.;Kileng, B.;Kim, B.;Kim, D.;Kim, D. J.;Kim, E. J.;Kim, H.;Kim, J.;Kim, J. S.;Kim, M.;Kim, S.;Kim, T.;Kirsch, S.;Kisel, I;Kiselev, S.;Kisiel, A.;Klay, J. L.;Klein, C.;Klein, J.;Klein, S.;Klein-Boesing, C.;Kleiner, M.;Kluge, A.;Knichel, M. L.;Knospe, A. G.;Kobdaj, C.;Koehler, M. K.;Kollegger, T.;Kondratyev, A.;Kondratyeva, N.;Kondratyuk, E.;Konig, J.;Konopka, P. J.;Koska, L.;Kovalenko, O.;Kovalenko, V;Kowalski, M.;Kralik, I;Kravcakova, A.;Kreis, L.;Krivda, M.;Krizek, F.;Gajdosova, K. Krizkova;Krueger, M.;Kryshen, E.;Krzewicki, M.;Kubera, A. M.;Kucera, V;Kuhn, C.;Kuijer, P. G.;Kumar, L.;Kumar, S.;Kundu, S.;Kurashvili, P.;Kurepin, A.;Kurepin, A. B.;Kuryakin, A.;Kushpil, S.;Kvapil, J.;Kweon, M. J.;Kwon, J. Y.;Kwon, Y.;La Pointe, S. L.;La Rocca, P.;Lai, Y. S.;Langoy, R.;Lapidus, K.;Lardeux, A.;Larionov, P.;Laudi, E.;Lavicka, R.;Lazareva, T.;Lea, R.;Leardini, L.;Lee, J.;Lee, S.;Lehas, F.;Lehner, S.;Lehrbach, J.;Lemmon, R. C.;Leon Monzon, I;Lesser, E. D.;Lettrich, M.;Levai, P.;Li, X.;Li, X. L.;Lien, J.;Lietava, R.;Lim, B.;Lindenstruth, V;Lindsay, S. W.;Lippmann, C.;Lisa, M. A.;Litichevskyi, V;Liu, A.;Liu, S.;Llope, W. J.;Lofnes, I. M.;Loginov, V;Loizides, C.;Loncar, P.;Lopez, X.;Lopez Torres, E.;Luhder, J. R.;Lunardon, M.;Luparello, G.;Ma, Y.;Maevskaya, A.;Mager, M.;Mahmood, S. M.;Mahmoud, T.;Maire, A.;Majka, R. D.;Malaev, M.;Malik, Q. W.;Malinina, L.;Mal'Kevich, D.;Malzacher, P.;Mandaglio, G.;Manko, V;Manso, F.;Manzari, V;Mao, Y.;Marchisone, M.;Mares, J.;Margagliotti G.;V;Margotti, A.;Margutti, J.;Marin, A.;Markert, C.;Marquard, M.;Martin, N. A.;Martinengo, P.;Martinez, J. L.;Martinez M.;I;Garcia, G. Martinez;Pedreira, M. Martinez;Masciocchi, S.;Masera, M.;Masoni, A.;Massacrier, L.;Masson, E.;Mastroserio, A.;Mathis, A. M.;Matonoha, O.;Matuoka, P. F. T.;Matyja, A.;Mayer, C.;Mazzilli, M.;Mazzoni, M. A.;Mechler, A. F.;Meddi, F.;Melikyan, Y.;Menchaca-Rocha, A.;Mengke, C.;Meninno, E.;Meres, M.;Mhlanga, S.;Miake, Y.;Micheletti, L.;Mihaylov, D. L.;Mikhaylov, K.;Mischke, A.;Mishra, A. N.;Mikowiec, D.;Modak, A.;Mohammadi, N.;Mohanty, A. P.;Mohanty, B.;Khan, M. Mohisin;Mordasini, C.;De Godoy, D. A. Moreira;Moreno, L. A. P.;Morozov, I;Morsch, A.;Mrnjavac, T.;Muccifora, V;Mudnic, E.;Muehlheim, D.;Muhuri, S.;Mulligan, J. D.;Munhoz, M. G.;Munzer, R. H.;Murakami, H.;Murray, S.;Musa, L.;Musinsky, J.;Myers, C. J.;Myrcha, J. W.;Naik, B.;Nair, R.;Nandi, B. K.;Nania, R.;Nappi, E.;Naru, M. U.;Nassirpour, A. F.;Nattrass, C.;Nayak, R.;Nayak, T. K.;Nazarenko, S.;Neagu, A.;De Oliveira, R. A. Negrao;Nellen, L.;Nesbo S.;V;Neskovic, G.;Nesterov, D.;Neumann, L. T.;Nielsen, B. S.;Nikolaev, S.;Nikulin, S.;Nikulin, V;Noferini, F.;Nomokonov, P.;Norman, J.;Novitzky, N.;Nowakowski, P.;Nyanin, A.;Nystrand, J.;Ogino, M.;Ohlson, A.;Oleniacz, J.;Oliveira Da Silva, A. C.;Oliver, M. H.;Oppedisano, C.;Orava, R.;Velasquez, A. Ortiz;Oskarsson, A.;Otwinowski, J.;Oyama, K.;Pachmayer, Y.;Pacik, V;Pagano, D.;Paic, G.;Pan, J.;Pandey, A. K.;Panebianco, S.;Pareek, P.;Park, J.;Parkkila, J. E.;Parmar, S.;Pathak, S. P.;Patra, R. N.;Paul, B.;Pei, H.;Peitzmann, T.;Peng, X.;Pereira, L. G.;Da Costa, H. Pereira;Peresunko, D.;Perez, G. M.;Lezama, E. Perez;Peskov, V;Pestov, Y.;Petracek, V;Petrovici, M.;Pezzi, R. P.;Piano, S.;Pikna, M.;Pillot, P.;Pinazza, O.;Pinsky, L.;Pinto, C.;Pisano, S.;Pistone, D.;Ploskon, M.;Planinic, M.;Pliquett, F.;Pluta, J.;Pochybova, S.;Poghosyan, M. G.;Polichtchouk, B.;Poljak, N.;Pop, A.;Poppenborg, H.;Porteboeuf-Houssais, S.;Pozdniakov, V;Prasad, S. K.;Preghenella, R.;Prino, F.;Pruneau, C. A.;Pshenichnov, I;Puccio, M.;Putschke, J.;Quishpe, R. E.;Ragoni, S.;Raha, S.;Rajput, S.;Rak, J.;Rakotozafindrabe, A.;Ramello, L.;Rami, F.;Raniwala, R.;Raniwala, S.;Rasanen, S. S.;Rath, R.;Ratza, V;Ravasenga, I;Read, K. F.;Redlich, K.;Rehman, A.;Reichelt, P.;Reidt, F.;Ren, X.;Renfordt, R.;Rescakova, Z.;Revol, J-P;Reygers, K.;Riabov, V;Richert, T.;Richter, M.;Riedler, P.;Riegler, W.;Riggi, F.;Ristea, C.;Rode, S. P.;Rodriguez Cahuantzi, M.;Roed, K.;Rogalev, R.;Rogochaya, E.;Rohr, D.;Rohrich, D.;Rokita, P. S.;Ronchetti, F.;Rosas, E. D.;Roslon, K.;Rossi, A.;Rotondi, A.;Roy, A.;Roy, P.;Rueda O.;V;Rui, R.;Rumyantsev, B.;Rustamov, A.;Ryabinkin, E.;Ryabov, Y.;Rybicki, A.;Rytkonen, H.;Saarimaki, O. A. M.;Sadhu, S.;Sadovsky, S.;Safarik, K.;Saha, S. K.;Sahoo, B.;Sahoo, P.;Sahoo, R.;Sahoo, S.;Sahu, P. K.;Saini, J.;Sakai, S.;Sambyal, S.;Samsonov, V;Sarkar, D.;Sarkar, N.;Sarma, P.;Sarti, V. M.;Sas, M. H. P.;Scapparone, E.;Schaefer, B.;Schambach, J.;Scheid, H. S.;Schiaua, C.;Schicker, R.;Schmah, A.;Schmidt, C.;Schmidt, H. R.;Schmidt, M. O.;Schmidt, M.;Schmidt N.;V;Schmier, A. R.;Schukraft, J.;Schutz, Y.;Schwarz, K.;Schweda, K.;Scioli, G.;Scomparin, E.;Sefcik, M.;Seger, J. E.;Sekiguchi, Y.;Sekihata, D.;Selyuzhenkov, I;Senyukov, S.;Serebryakov, D.;Serradilla, E.;Sevcenco, A.;Shabanov, A.;Shabetai, A.;Shahoyan, R.;Shaikh, W.;Shangaraev, A.;Sharma, A.;Sharma, H.;Sharma, M.;Sharma, N.;Sheikh A.;I;Shigaki, K.;Shimomura, M.;Shirinkin, S.;Shou, Q.;Sibiriak, Y.;Siddhanta, S.;Siemiarczuk, T.;Silvermyr, D.;Simatovic, G.;Simonetti, G.;Singh, R.;Singh, V. K.;Singhal, V;Sinha, T.;Sitar, B.;Sitta, M.;Skaali, T. B.;Slupecki, M.;Smirnov, N.;Snellings, R. J. M.;Snellman, T. W.;Soncco, C.;Song, J.;Songmoolnak, A.;Soramel, F.;Sorensen, S.;Sputowska, I;Stachel, J.;Stan, I;Stankus, P.;Steffanic, P. J.;Stenlund, E.;Stocco, D.;Storetvedt, M. M.;Stritto, L. D.;Suaide, A. A. P.;Sugitate, T.;Suire, C.;Suleymanov, M.;Suljic, M.;Sultanov, R.;Sumbera, M.;Sumowidagdo, S.;Swain, S.;Szabo, A.;Szarka, I;Tabassam, U.;Taillepied, G.;Takahashi, J.;Tambave, G. J.;Tang, S.;Tarhini, M.;Tarzila, M. G.;Tauro, A.;Tejeda Munoz, G.;Telesca, A.;Terrevoli, C.;Thakur, D.;Thakur, S.;Thomas, D.;Thoresen, F.;Tieulent, R.;Tikhonov, A.;Timmins, A. R.;Toia, A.;Topilskaya, N.;Toppi, M.;Torales-Acosta, F.;Torres, S. R.;Trifiro, A.;Tripathy, S.;Tripathy, T.;Trogolo, S.;Trombetta, G.;Tropp, L.;Trubnikov, V;Trzaska, W. H.;Trzcinski, T. P.;Trzeciak, B. A.;Tsuji, T.;Tumkin, A.;Turrisi, R.;Tveter, T. S.;Ullaland, K.;Umaka, E. N.;Uras, A.;Usai, G. L.;Utrobicic, A.;Vala, M.;Valle, N.;Vallero, S.;van Der Kolk, N.;van Doremalen, L. V. R.;van Leeuwen, M.;Vande Vyvre, P.;Varga, D.;Varga, Z.;Varga-Kofarago, M.;Vargas, A.;Vasileiou, M.;Vasiliev, A.;Vazquez Doce, O.;Vechernin, V.;Veen, A. M.;Vercellin, E.;Vergara Limon, S.;Vermunt, L.;Vernet, R.;Vertesi, R.;Vickovic, L.;Vilakazi, Z.;Baillie, O. Villalobos;Villatoro Tello, A.;Vino, G.;Vinogradov, A.;Virgili, T.;Vislavicius, V.;Vodopyanov, A.;Volkel, B.;Volkl, M. A.;Voloshin, K.;Voloshin, S. A.;Volpe, G.;von Haller, B.;Vorobyev, I;Voscek, D.;Vrlakova, J.;Wagner, B.;Weber, M.;Weber, S. G.;Wegrzynek, A.;Weiser, D. F.;Wenzel, S. C.;Wessels, J. P.;Wiechula, J.;Wikne, J.;Wilk, G.;Wilkinson, J.;Willems, G. A.;Willsher, E.;Windelband, B.;Winn, M.;Witt, W. E.;Wu, Y.;Xu, R.;Yalcin, S.;Yamakawa, K.;Yang, S.;Yano, S.;Yin, Z.;Yokoyama, H.;Yoo, I-K;Yoon, J. H.;Yuan, S.;Yuncu, A.;Yurchenko, V;Zaccolo, V;Zaman, A.;Zampolli, C.;Zanoli, H. J. C.;Zardoshti, N.;Zarochentsev, A.;Zvada, P.;Zaviyalov, N.;Zbroszczyk, H.;Zhalov, M.;Zhang, S.;Zhang, X.;Zhang, Z.;Zherebchevskii, V;Zhou, D.;Zhou, Y.;Zhou, Z.;Zhu, J.;Zhu, Y.;Zichichi, A.;Zimmermann, M. B.;Zinovjev, G.;Zurlo, N.

2020-01-01

---

Abstract

The first evidence of spin alignment of vector mesons (K*(0) and phi) in heavy-ion collisions at the Large Hadron Collider (LHC) is reported. The spin density matrix element rho(00) is measured at midrapidity (vertical bar y vertical bar < 0.5) in Pb-Pb collisions at a center-of-mass energy root(s) of 2.76 TeV with the ALICE detector. rho(00) values are found to be less than 1/3 (1/3 implies no spin alignment) at low transverse momentum (p(T) < 2 GeV / c) for K*(0) and phi at a level of 3 sigma and 2 sigma, respectively. No significant spin alignment is observed for the K-S(0) meson (spin = 0) in Pb-Pb collisions and for the vector mesons in pp collisions. The measured spin alignment is unexpectedly large but qualitatively consistent with the expectation from models which attribute it to a polarization of quarks in the presence of angular momentum in heavy-ion collisions and a subsequent hadronization by the process of recombination.