Enhanced production of multi-strange hadrons in high-multiplicity proton–proton collisions

Authors: J. Adam, D. Adamová, M. M. Aggarwal, G. Aglieri Rinella, M. Agnello, N. Agrawal, Z. Ahammed, S. Ahmad, S. U. Ahn, S. Aiola, A. Akindinov, S. N. Alam, D. S. D. Albuquerque, D. Aleksandrov, B. Alessandro, D. Alexandre, R. Alfaro Molina, A. Alici, A. Alkin, J. Alme, T. Alt, S. Altinpinar, I. Altsybeev, C. Alves Garcia Prado, M. R. An, C. Andrei, H. A. Andrews, A. Andronic, V. Anguelov, T. Antičić, F. Antinori, P. Antonioli, L. Aphecetche, H. Appelshäuser, S. Arcelli, R. Arnaldi, O. Arnold, I. C. Arsene, M. Arslandok, B. Audurier, A. Augustinus, R. Averbeck, M. D. Azmi, A. Badalá, Y. W. Baek, S. Bagnasco, R. Bailhache, R. Bala, S. Balasubramanian, A. Baldisseri, R. C. Baral, A. M. Barbano, R. Barbera, F. Barile, G. G. Barnaföldi, L. S. Barnby, V. Barret, P. Bartalini, K. Barth, J. Bartke, E. Bartsch, M. Basile, N. Bastid, S. Basu, B. Bathen, G. Batigne, A. Batista Camejo, B. Batyunya, P. C. Batzing, I. G. Bearden, H. P. Beck, C. Bedda, N. K. Behera, I. Belikov, F. Bellini, H. Martı́nez, R. Bellwied, R. Belmont, E. Belmont-Moreno, L. G. E. Beltran, V. Belyaev, G. Bencedi, S. Beolè, I. Berceanu, A. Bercuci, Y. Berdnikov, D. Berényi, R. A. Bertens, D. Berzano, L. Betev, A. Bhasin, I. R. Bhat, Ashok Kumar Bhati, B. Bhattacharjee, J. Bhom, L. Bianchi, N. Bianchi, C. Bianchin, J. Bielčík, J. Bielčíková, A. Bilandzic, G. Biro, R. Biswas, S. Biswas, S. Bjelogrlic, J. T. Blair, D. Blau, C. Blume, F. Bock, A. Bogdanov, H. Bøggild, L. Boldizsár, M. Bombara, M. Bonora, J. Book, H. Borel, A. Borissov, M. Borri, F. Bossú, E. Botta, C. Bourjau, P. Braun-Munzinger, M. Bregant, T. Breitner, T. A. Broker, T. A. Browning, M. Broz, E. Brücken, E. Bruna, G. Bruno, D. Budnikov, H. Buesching, S. Bufalino, P. Bunčić, O. Busch, Z. Buthelezi, J. Butt, J. T. Buxton, J. Cabala, D. Caffarri, X. Cai, Helen Louise Caines, L. Calero Diaz, A. Calivà, E. Calvo Villar, P. Camerini, F. Carena, W. Carena, F. Carnesecchi, J. Castillo Castellanos, A. J. Castro, E. A. R. Casula, C. Ceballos Sánchez, J. Cepila, P. Cerello, J. Cerkala, B. Chang, S. Chapeland, M. Chartier, J. L. Charvet, S. Chattopadhyay, S. Chattopadhyay, A. Chauvin, V. Chelnokov, M. Cherney, C. Cheshkov, B. Cheynis, V. Chibante Barroso, D. D. Chinellato, S. Cho, P. Chochula, K. Choi, M. Chojnacki, S. Choudhury, P. Christakoglou, C. H. Christensen, P. Christiansen, T. Chujo, S. U. Chung, C. Cicalò, L. Cifarelli, F. Cindolo, J. Cleymans, F. Colamaria, D. Colella, A. Collu, M. Colocci, G. Conesa Balbastre, Z. Conesa del Valle, M. E. Connors, J. G. Contreras, T. M. Cormier, Y. Corrales Morales, I. Cortés Maldonado, P. Cortese, M. R. Cosentino, F. Costa, J. Crkovská, P. Crochet, R. Cruz Albino, E. Cuautle, L. Cunqueiro, T. Dahms, A. Dainese, M. C. Danisch, A. Danu, D. Das, I. Das, S. Das, A. Dash, S. Dash, S. De, A. De, G. de Cataldo, C. de Conti, J. de Cuveland, A. De Falco, D. De Gruttola, N. De Marco, S. De Pasquale, R. Derradi de Souza, A. Deisting, A. Deloff, E. Dénes, C. Deplano, P. Dhankher, D. Di Bari, A. Di Mauro, P. Di Nezza, B. Di Ruzza, M. A. Diaz Corchero, T. Dietel, P. Dillenseger, R. Divià, Ø. Djuvsland, A. Dobrin, D. Domenicis Gimenez, Benjamin Dönigus, O. Dordic, T. Drozhzhova, Anand Kumar Dubey, A. Dubla, L. Ducroux, P. Dupieux, R. J. Ehlers, D. Elia, E. Endress, H. Engel, E. Epple, B. Erazmus, I. Erdemir, F. Erhardt, B. Espagnon, M. Estienne, S. Esumi, J. Eum, D. Evans, S. Evdokimov, G. Eyyubova, L. Fabbietti, D. Fabris, J. Faivre, A. Fantoni, M. Fasel, L. Feldkamp, A. Feliciello, Г. Феофилов, J. Ferencei, A. Fernández Téllez, E. G. Ferreiro, A. Ferretti, A. Festanti, V. J. G. Feuillard, J. Figiel, M. A. S. Figueredo, S. Filchagin, D. Finogeev, F. M. Fionda, E. M. Fiore, M. Floris, S. Foertsch, P. Foka, S. Fokin, E. Fragiacomo, A. Francescon, A. Francisco, U. Frankenfeld, G. G. Fronzé, U. Fuchs, C. Furget, A. Furs, M. Fusco Girard, J. J. Gaardhøje, M. Gagliardi, A. M. Gago, K. Gajdosova, M. Gallio, C. D. Galvan, D. R. Gangadharan, P. Ganoti, C. Gao, C. Garabatos, E. Garcia-Solis, K. Garg, C. Gargiulo, P. Gasik, E. F. Gauger, M. Germain, M. Gheata, P. Ghosh, S. K. Ghosh, P. Gianotti, P. Giubellino, P. Giubilato, E. Gładysz-Dziaduś, P. Glässel, D. M. Goméz Coral, A. Gómez Ramírez, A. S. Gonzalez, V. González, P. González-Zamora, S. Gorbunov, L. Görlich, S. Gotovac, V. Grabski, O. Grachov, L. K. Graczykowski, K. L. Graham, A. Grelli, A. Grigoras, C. Grigoras, V. Grigoriev, S. Grigoryan, S. Grigoryan, B. Grinyov, N. Grion, J. M. Gronefeld, J. F. Grosse-Oetringhaus, R. Grosso, L. Gruber, F. Guber, R. Guernane, B. Guerzoni, K. Gulbrandsen, T. Gunji, A. Gupta, R. Gupta, R. Haake, C. Hadjidakis, M. Haiduc, H. Hamagaki, G. Hamar, J. C. Hamon, J. W. Harris, A. Harton, D. Hatzifotiadou, S. Hayashi, S. T. Heckel, E. Hellbär, H. Helstrup, A. Herghelegiu, G. Herrera Corral, F. Herrmann, B. A. Hess, K. F. Hetland, H. Hillemanns, B. Hippolyte, D. Horak, R. Hosokawa, P. Hristov, C. Hughes, T. J. Humanic, N. Hussain, T. Hussain, D. Hutter, D. S. Hwang, R. Ilkaev, M. Inaba, E. Incani, M. Ippolitov, M. Irfan, Isakov Va, Marian Ivanov, В. Иванов, V. Izucheev, B. Jacak, N. Jacazio, P. M. Jacobs, M. B. Jadhav, S. Jadlovska, J. Jadlovsky, C. Jahnke, M. J. Jakubowska, M. A. Janik, P. H. S. Y. Jayarathna, C. Jena, S. Jena, R. T. Jimenez Bustamante, P. G. Jones, A. Jusko, P. Kalinak, A. Kalweit, J. H. Kang, V. Kaplin, S. Kar, A. Karasu Uysal, O. Karavichev, T. Karavicheva, L. Karayan, E. Karpechev, U. Kebschull, R. Keidel, D. L. D. Keijdener, M. Keil, M. Mohisin Khan, P. Khan, S. Khan, A. Khanzadeev, Y. Kharlov, A. Khatun, B. Kileng, D. W. Kim, D. J. Kim, D. J. Kim, H. Kim, J. Kim, J. Kim, M. Kim, S. Kim, Tae Soo Kim, S. Kirsch, I. Kisel, S. Kiselev, A. Kisiel, G. Kiss, J. L. Klay, C. Klein, J. Klein, C. Klein-Bösing, S. Klewin, A. Kluge, M. L. Knichel, A. G. Knospe, C. Kobdaj, M. Kõfaragó, T. Kollegger, A. Kolojvari, V. Kondratiev, N. Kondratyeva, E. Kondratyuk, A. Konevskikh, M. Kopčík, M. Kour, C. Kouzinopoulos, V. Kovalenko, V. Kovalenko, M. Kowalski, G. Koyithatta Meethaleveedu, I. Králik, A. Kravčáková, M. Krivda, F. Křížek, E. Kryshen, M. Krzewicki, A. M. Kubera, V. Kučera, C. Kuhn, P. G. Kuijer, A. Kumar, J. Kumar, L. Kumar, S. Kumar, P. Kurashvili, A. Kurepin, A. Kurepin, A. Kuryakin, M. J. Kweon, Y. Kwon, Sarah Louise La Pointe, P. La Rocca, P. Ladrón de Guevara, C. Lagana Fernandes, I. Lakomov, R. Langøy, K. Lapidus, C. Lara, A. Lardeux, A. Lattuca, E. Laudi, R. Lea, L. Leardini, S. Lee, F. Lehas, Sebastian Lehner, R. C. Lemmon, V. Lenti, E. Leogrande, I. León Monzón, H. León Vargas, M. Leoncino, P. Lévai, S. Li, X. Li, J. Lien, R. Lietava, S. Lindal, V. Lindenstruth, C. Lippmann, M. A. Lisa, H. M. Ljunggren, D. F. Lodato, P. I. Loenne, V. Loginov, C. Loizides, X. Lopez, E. López Torres, A. J. Lowe, P. Luettig, M. Lunardon, G. Luparello, M. Lupi, T. H. Lutz, A. Maevskaya, M. Mager, S. Mahajan, S. M. Mahmood, A. Maire, R. D. Majka, M. Malaev, I. Maldonado Cervantes, L. Malinina, D. Mal’Kevich, P. Malzacher, A. Mamonov, V. Manko, F. Manso, V. Manzari, Y. Mao, M. Marchisone, J. Mareš, G. V. Margagliotti, A. Margotti, J. Margutti, A. Marín, C. Markert, M. Marquard, N. A. Martin, P. Martinengo, M. I. Martínez, G. Martınez García, M. Martinez Pedreira, A. Mas, S. Masciocchi, M. Masera, A. Masoni, A. Mastroserio, A. Matyja, C. Mayer, J. Mazer, M. Mazzilli, M. A. Mazzoni, D. Mcdonald, F. Meddi, Y. Melikyan, A. Menchaca-Rocha, E. Meninno, J. Mercado Pérez, M. Meres, S. Mhlanga, Y. Miake, Mikael Mieskolainen, K. Mikhaylov, L. Milano, J. Milošević, A. Mischke, A. N. Mishra, T. Mishra, D. Miśkowiec, J. Mitra, C. M. Mitu, N. Mohammadi, B. Mohanty, L. Molnár, L. Montaño Zetina, E. Montes, D. A. Moreira De Godoy, L. A. P. Moreno, S. Moretto, A. Morreale, A. Morsch, V. Muccifora, E. Mudnić, D. Mühlheim, S. Muhuri, M. Mukherjee, James Declan Mulligan, M. G. Munhoz, K. Münning, R. H. Munzer, H. Murakami, S. Murray, L. Musa, J. Mušinský, B. Naik, R. Nair, B. K. Nandi, R. Nania, E. Nappi, M. U. Naru, H. Natal da Luz, C. Nattrass, S. R. Navarro, K. Nayak, R. Nayak, Tapan K. Nayak, Sergey Nazarenko, A. Nedosekin, R. A. Negrao De Oliveira, L. Nellen, F. Ng, M. Nicassio, M. Niculescu, J. Niedziela, B. S. Nielsen, S. Nikolaev, S. Nikulin, V. Nikulin, F. Noferini, P. Nomokonov, G. Nooren, Juan Carlos Cabanillas Noris, J. Norman, A. Nyanin, J. Nystrand, H. Oeschler, S. Oh, S. K. Oh, A. Ohlson, A. Okatan, T. Okubo, J. Oleniacz, A. C. Oliveira Da Silva, M. H. Oliver, J. Onderwaater, C. Oppedisano, R. Orava, M. Oravec, A. Ortiz Velasquez, A. Oskarsson, J. Otwinowski, K. Oyama, K. Özdemir, Y. Pachmayer, D. Pagano, P. Pagano, G. Paić, S. Pal, P. Palni, J. Pan, A. K. Pandey, V. Papikyan, G. S. Pappalardo, P. Pareek, W. J. Park, S. Parmar, A. Passfeld, V. Paticchio, R. N. Patra, B. Paul, H. Pei, T. Peitzmann, X. Peng, H. Pereira Da Costa, D. Peresunko, E. Perez Lezama, V. Peskov, Y. Pestov, V. Petráček, V. Petrov, M. Petrovici, C. Petta, S. Piano, M. Pikna, P. Pillot, L. O. D. L. Pimentel, O. Pinazza, L. Pinsky, D. B. Piyarathna, Mateusz Andrzej Ploskon, M. Planinić, J. Pluta, S. Pochybova, P. L. M. Podesta-Lerma, M. G. Poghosyan, B. Polichtchouk, N. Poljak, W. Poonsawat, A. Pop, H. Poppenborg, S. Porteboeuf-Houssais, J. Porter, J. Pospı́šil, S. K. Prasad, R. Preghenella, F. Prino, C. A. Pruneau, I. Pshenichnov, M. Puccio, G. Puddu, P. R. Pujahari, V. Punin, J. Putschke, H. Qvigstad, A. Rachevski, Sibaji Raha, S. Rajput, J. Rak, A. Rakotozafindrabe, L. Ramello, F. Rami, R. Raniwala, S. Raniwala, S. S. Räsänen, B. T. Rascanu, D. Rathee, I. Ravasenga, K. F. Read, K. Redlich, R. J. Reed, A. Rehman, P. Reichelt, F. Reidt, X. Ren, R. Renfordt, A. R. Reolon, A. Reshetin, K. Reygers, V. Riabov, R. A. Ricci, T. Richert, M. Richter, P. Riedler, W. Riegler, F. Riggi, C. Ristea, M. Rodríguez Cahuantzi, A. Rodriguez Manso, K. Røed, E. Rogochaya, D. Rohr, D. Röhrich, F. Ronchetti, L. Ronflette, P. Rosnet, A. Rossi, F. Roukoutakis, A. Roy, C. Roy, Pradip Roy, A. J. Rubio Montero, R. Rui, R. Russo, E. Ryabinkin, Y. Ryabov, A. Rybicki, S. Saarinen, S. Sadhu, S. Sadovsky, K. Šafařík, B. Sahlmuller, P. Sahoo, R. Sahoo, S. Sahoo, P. K. Sahu, J. Saini, S. Sakai, Mohammad Saleh, J. Salzwedel, S. Sambyal, V. Samsonov, L. Šándor, A. Sandoval, M. Sano, D. Sarkar, N. Sarkar, P. Sarma, E. Scapparone, F. Scarlassara, C. Schiaua, R. Schicker, C. Schmidt, H. R. Schmidt, M. Schmidt, S. Schuchmann, J. Schukraft, Y. Schütz, K. Schwarz, K. Schweda, G. Scioli, E. Scomparin, R. Scott, M. Šefčík, J. E. Seger, Y. Sekiguchi, D. Sekihata, I. Selyuzhenkov, Kgotlaesele Senosi, S. Senyukov, E. Serradilla, A. Sevcenco, A. Shabanov, A. Shabetai, O. Shadura, R. Shahoyan, A. Shangaraev, A. Sharma, M. Sharma, M. Sharma, N. Sharma, A. I. Sheikh, K. Shigaki, Q. Shou, K. Shtejer, Y. Sibiriak, S. Siddhanta, K. M. Sielewicz, T. Siemiarczuk, D. Silvermyr, C. Silvestre, G. Simatovic, G. Simonetti, R. Singaraju, R. Singh, V. Singhal, T. Sinha, B. Sitár, M. Sitta, T. B. Skaali, M. Slupecki, N. Smirnov, R. J. M. Snellings, Tomas Wilhelm Snellman, J. Song, M. Song, Zixuan Song, F. Soramel, S. Sorensen, F. Sozzi, E. Spiriti, I. Sputowska, M. Spyropoulou-Stassinaki, Johanna Stachel, I. Stan, P. W. Stankus, E. Stenlund, G. Steyn, J. H. Stiller, D. Stocco, P. Strmen, A. A. P. Suaide, T. Sugitate, C. Suire, M. Suleymanov, M. Suljic, R. Sultanov, M. Šumbera, S. Sumowidagdo, S. Swain, A. Szabo, I. Szarka, A. Szczepankiewicz, M. Szymański, U. Tabassam, J. Takahashi, G. J. Tambave, N. Tanaka, M. Tarhini, M. Tariq, M. G. Tarzila, A. Tauro, G. Tejeda Muñoz, A. Telesca, K. Terasaki, C. Terrevoli, B. Teyssier, J. Thäder, D. Thakur, D. Thomas, R. Tieulent, A. Tikhonov, A. R. Timmins, A. Toia, S. Trogolo, G. Trombetta, V. Trubnikov, W. H. Trzaska, T. Tsuji, A. Tumkin, R. Turrisi, T. S. Tveter, K. Ullaland, A. Uras, G. L. Usaı́, A. Utrobicic, M. Vala, L. Valencia Palomo, J. Van Der Maarel, J. W. Van Hoorne, M. van Leeuwen, T. Vaňát, P. Vande Vyvre, D. Varga, A. Vargas, M. Vargyas, R. Varma, M. Vasileiou, A. Vasiliev, A. Vauthier, O. Vázquez Doce, V. Vechernin, Annelies Marianne Veen, A. Velure, E. Vercellin, S. Vergara Limón, R. Vernet, L. Vickovic, J. Viinikainen, Z. Vilakazi, O. Villalobos Baillie, A. Villatoro Tello, А. Виноградов, L. Vinogradov, T. Virgili, V. Vislavicius, Y. P. Viyogi, A. Vodopyanov, M. A. Völkl, K. Voloshin, S. A. Voloshin, G. Volpe, B. von Haller, I. Vorobyev, D. Vranic, J. Vrláková, B. Vulpescu, B. Wagner, J. Wagner, H. Wang, M. Wang, D. Watanabe, Y. Watanabe, M. Weber, S. G. Weber, D. F. Weiser, J. P. Wessels, U. Westerhoff, Anne Whitehead, J. Wiechula, J. Wikne, G. Wilk, J. Wilkinson, G. A. Willems, M. C. S. Williams, B. Windelband, M. Winn, Ş. Yalçın, P. Yang, S. Yano, Zhongbao Yin, H. Yokoyama, I.-K. Yoo, J. H. Yoon, V. Yurchenko, A. Zaborowska, V. Zaccolo, A. Zaman, C. Zampolli, H. J. C. Zanoli, S. Zaporozhets, N. Zardoshti, A. Zarochentsev, P. Závada, N. Zaviyalov, H. Zbroszczyk, I. S. Zgură, M. Zhalov, H. Zhang, X. Zhang, Y. Zhang, C. Zhang, Z. Zhang, C. Zhao, N. Zhigareva, D. Zhou, Y. Zhou, Y. Zhou, H. Zhu, J. Zhu, A. Zichichi, A. Zimmermann, M. B. Zimmermann, G. Zinovjev, M. Zyzak - Nature Physics 2017 cited by 667

Abstract At sufficiently high temperature and energy density, nuclear matter undergoes a transition to a phase in which quarks and gluons are not confined: the quark–gluon plasma (QGP) 1 . Such an exotic state of strongly interacting quantum chromodynamics matter is produced in the laboratory in heavy nuclei high-energy collisions, where an enhanced production of strange hadrons is observed 2,3,4,5,6 . Strangeness enhancement, originally proposed as a signature of QGP formation in nuclear collisions 7 , is more pronounced for multi-strange baryons. Several effects typical of heavy-ion phenomenology have been observed in high-multiplicity proton–proton (pp) collisions 8,9 , but the enhanced production of multi-strange particles has not been reported so far. Here we present the first observation of strangeness enhancement in high-multiplicity proton–proton collisions. We find that the integrated yields of strange and multi-strange particles, relative to pions, increases significantly with the event charged-particle multiplicity. The measurements are in remarkable agreement with the p–Pb collision results 10,11 , indicating that the phenomenon is related to the final system created in the collision. In high-multiplicity events strangeness production reaches values similar to those observed in Pb–Pb collisions, where a QGP is formed.