Observation of deuteron and antideuteron formation from resonance-decay nucleons

Zurlo N.; Zugravel S.C.; Zhu Y.; Zhu S.; Zhu J.; Zhou Y.; Zhou D.; Zhi Y.; Zherebchevskii V.; Zhao M.; Zhang Z.; Zhang Y.; Zhang X.; Zhang S.; Zhang M.; Zhang M.; Zhang L.; Zhang C.; Zhang B.; Zhalov M.; Závada P.; Zardoshti N.; Zanone F.; Zampolli C.; Zaccolo V.; Yuncu A.; Yuan S.; Yu H.; Yoon J.H.; Yoo I.-K.; Yin Z.; Yi J.; Yeats E.R.; Yano S.; Yang S.; Yang S.; Yamaguchi Y.; Yadav A.K.; Yadav A.; Xu R.; Xiong Z.; Xiong K.; Wu Y.; Wu W.; Wright J.R.; Winn M.; Windelband B.; Willems G.A.; Wilkinson J.; Wilk G.; Wikne J.; Wiechula J.; Wiacek P.K.; Wessels J.P.; Wenzel S.C.; Weiglhofer F.; Wegrzynek A.; Wang Z.; Wang Y.; Wang Y.; Wang D.; Wang C.; Wan J.; Vrláková J.; Vozniuk N.; Vorobyev I.; vonHaller B.; Volpe G.; Voloshin S.A.; Völkl M.A.; Volkel B.; Vodopyanov A.; Virta M.M.O.; Virgili T.; Vinogradov A.; Villani A.; Villalobos Baillie O.; Vilakazi Z.; Vickovic L.; Verweij M.; Vértesi R.; Verma R.; Vercellin E.; Veen P.; Vechernin V.; Vazquez Rueda O.; Vázquez Doce O.; Vasiliev A.; Vasileiou M.; Vargas Torres P.; Varga Z.; Varga D.; van Weelden R.J.G.; vanVeen C.A.; van Leeuwen M.; van Doremalen L.V.R.; Valle N.; Vala M.; Vaid M.; Usai G.L.; Urioni M.; Uras A.; Upadhyaya S.; Ulukutlu B.; Ullaland K.; Tveter T.S.; Turrisi R.; Tumkin A.; Tu R.; Tsolanta C.; Trzcinski T.P.; Trzaska W.H.; Trubnikov V.; Trogolo S.; Tripathy T.; Tripathy S.; Triolo A.S.; Triloki T.; Trifiró A.; Torres V.V.; Toppi M.; Topilskaya N.; Tomohiro K.; Tomassini S.; Tokumoto R.; Toia A.; Tkacik M.; Timmins A.R.; Tiltmann N.; Tikhonov A.; Thomas D.; Thogersen M.; Thakur S.; Thakur D.; Terrevoli C.; Terlizzi L.; Tejeda Muñoz G.; Tavira García A.; Tauro A.; Tarzila M.G.; Tarasovicova L.A.; Tapus N.; Tapia Takaki J.D.; Tanwar J.; Tang Z.; Tambave G.J.; Takahashi J.; Taghavi S.F.; Tabares L.H.; Sumowidagdo S.; Sumberia V.; Sultanov R.; Suljic M.; Sukhanov M.; Suiu A.; Suire C.; Suaide A.A.P.; Stylianidis C.P.; Sturniolo A.; Strazzi S.; Stratmann P.; Strangmann N.J.; Storehaug I.; Stocco D.; Stiefelmaier S.F.; Stellhorn T.; Stan I.; Stachel J.; Staa J.; Sputowska I.; Spijkers R.; Soto-Hernandez A.B.; Soramel F.; Sonneveld J.M.; Sonnabend C.; Solheim E.H.; Snellings R.J.M.; Smirnov N.; Skorodumovs G.; Skaali T.B.; Sitta M.; Sitar B.; Sinha T.; Singhal V.; Singh V.K.; Singh S.; Singh R.; Singh R.; Singh K.; Singh B.; Singh B.; Simeonov R.; Simantathammakul T.; Silvermyr D.; Silva T.F.; Siemiarczuk T.; Siddhanta S.; Sibiriak Y.; Shou Q.; Shirinkin S.; Shimomura M.; Shigaki K.; Sheibani O.; Shatat A.; Sharma U.; Sharma T.; Sharma S.; Sharma M.; Sharma H.; Sharma D.; Sharma B.; Shangaraev A.; Shahoyan R.; Shabetai A.; Shaba T.J.; Sevcenco A.; Šerkšnytė L.; Serkin L.; Serebryakov D.; Seo J.J.; Senyukov S.; Selyuzhenkov I.; Selina M.; Sekihata D.; Sekiguchi Y.; Seger J.E.; Scomparin E.; Scioli G.; Schweda K.; Schukraft J.; Schröter A.; Schotter R.; Schoengarth J.; Schmier A.R.; Schmidt N.V.; Schmidt M.; Schmidt M.O.; Schmidt C.; Schmah A.; Schlepper F.; Schicker R.; Schiaua C.; Scheid H.S.; Schambach J.; Scapparone E.; Sawan S.; Sas M.H.P.; Sarti V.M.; Sarritzu V.; Sarma P.; Sarkar D.; Saramela T.B.; Sanna I.; Samitz D.; Sambyal S.; Sakai S.; Sajdakova K.; Saini J.; Sahu P.K.; Sahu D.; Sahoo R.; Sahoo B.; Saha S.; Saetre J.; Sadovsky S.; Sadhu S.; Sabiu B.; Rzesa W.; Ryu J.; Ryder L.C.V.; Rybicki A.; Ryabov Y.; Ryabinkin E.; Rustamov A.; Russo R.; Russek P.G.; Rui R.; Ruggiano D.; Rudolph J.A.; Rubini N.; Roy S.; Roy A.; Rossi A.; Roslon K.; Rosas E.D.; Rosales Herrera D.; Ronchetti F.; Romanenko G.; Rokita P.S.; Rojas Torres S.; Röhrich D.; Rohr D.; Rogochaya E.; Rogalev R.; Røed K.; Rodríguez Cahuantzi M.; Rodriguez M.V.; Ristea C.; Ripoli C.; Rignanese M.; Riffero A.G.; Riegler W.; Riedel A.A.; Richter M.; Ricci R.; Riabov V.; Riabov A.; Reygers K.; Reme-Ness H.A.; Reidt F.; Rehman A.; Regules-Medel H.D.; Reetz C.A.; Redlich K.; Redelbach A.R.; Reckziegel C.; Read K.F.; Ravasenga I.; Rauch M.P.; Rath R.; Räsänen S.S.; Rasa M.; Ramírez-Álvarez C.O.; Ramello L.; Ramasubramanian N.; Rakotozafindrabe A.; Rai A.; Ragoni S.; Radhakrishnan A.M.K.; Quaglia L.; Pucillo S.; Puccio M.; Pshenichnov I.; Pruneau C.A.; Prino F.; Preghenella R.; Prasad S.; Prasad S.K.; Pradhan K.K.; Pozos I.Y.; Porteboeuf-Houssais S.; Pop A.; Poljak N.; Politano S.; Polichtchouk B.; Poghosyan M.G.; Plociennik D.K.; Planinic M.; Płoskoń M.; Pisano S.; Pinto C.; Pinsky L.; Pinazza O.; Pillot P.; Pikna M.; Piano S.; Petrovici M.; Petrov V.; Pestov Y.; Perez G.M.; Peresunko D.; Perciballi S.; Pennisi M.; Peng X.; Peitzmann T.; Pei H.; Paul B.; Paudel P.; Patra R.N.; Patley Y.; Parkkila J.E.; Park S.; Park J.; Park H.; Pantouvakis C.; Panigrahi P.; Panebianco S.; Panasenko I.; Palasciano A.; Paisano-Guzmán S.; Paić G.; Pagano D.; Padhan S.; Oyama K.; Oya M.; Otwinowski J.; Ortiz Velasquez A.; Oppedisano C.; Oleniacz J.; Okorokov V.A.; Ohlson A.; Oh S.; Ogino M.; Ockleton M.R.; Nystrand J.; Novitzky N.; Norman J.; Nomokonov P.; Noh S.; Noferini F.; Nikulin V.; Nikolaev S.; Nielsen E.G.; Nielsen B.S.; Nicassio N.; Nese S.; Nepeivoda R.; Nellen L.; Neagu A.; Naydenov M.N.; Naumov K.; Nattrass C.; Nathanson N.F.; Nath A.; Nastase V.; Nassirpour A.F.; Nappi E.; Nania R.; Nandi B.K.; Nambrath A.I.; Naik B.; Sundstrom N.B.; Myrcha J.W.; Musinsky J.; Musa L.; Murakami H.; Munzer R.H.; Munhoz M.G.; Mulliri A.; Muhuri S.; Muccifora V.; Mrnjavac T.; Morsch A.; Morozov I.; Moreira DeGodoy D.A.; Mordasini C.; Monira S.; Mondal M.M.; Molander M.A.; Mohisin Khan M.; Mohanty B.; Modak A.; Miśkowiec D.; Minafra N.; Mikhaylov K.; Mikalsen A.U.; Mihaylov D.L.; Mihai D.; Micheletti L.; Meres M.; Menzel M.W.; Menon A.S.; Meninno E.; Mendez J.E.M.; Menchaca-Rocha A.; Melo M.; Melikyan Y.; Mazzilli M.; Mazzaschi F.; Matyja A.; Mattiazzo S.; Mattei L.; Mastroserio A.; Massen O.; Massacrier L.; Masoni A.; Masera M.; Masciocchi S.; Martins M.P.P.; Martínez García G.; Martínez M.I.; Martinengo P.; Markert C.; Marn A.; Margotti A.; Margagliotti G.V.; Marcjan R.W.; Mao Y.; Manzari V.; Mantzaridis G.; Manso F.; Manna A.K.; Manko V.; Manea A.; Mandal S.K.; Mandaglio G.; Mallick N.; Mallick D.; Malik S.K.; Malik N.; Malik N.M.; Malfattore G.; Malaev M.; Makariev M.V.; Majerz E.M.; Maire A.; Mahlein M.; Mager M.; Ma Y.G.; Johnson M.A.T.; Luparello G.; Luo J.; Lugo F.V.; Lu Z.; Lu W.; Lu P.; Lotteau C.; López Torres E.; Lopez X.; Lömker J.; Lokos S.; Loizides C.; Lofnes I.M.; Liveraro G.S.S.; Liu J.; Liu D.H.; Liskova D.; Lippmann C.; Lindenstruth V.; Lin S.; Lim S.H.; Lim H.; Lim B.; Likmeta I.; Lietava R.; Lien J.; Liang-Gilman B.E.; Li X.; Li P.; Li M.; Lévai P.; Lesch M.M.; Monzón I.L.; Lemmon R.C.; Lelek T.M.; Lejeune A.M.; Legras G.; Legrand I.; Lee H.; Lea R.; Lavicka R.; Laveaga R.A.N.; Lautner L.; Laudi E.; Larionov P.; Langoy R.; Landou A.R.; Lambert S.; Lamanna M.; Lakrathok A.; LaRocca P.; LaPointe S.L.; Kwon Y.; Kweon M.J.; Kuznetsov A.; Kutyla M.; Kuskov V.; Kushpil S.; Kuryakin A.; Kurepin A.B.; Kurashvili P.; Kuo M.; Kundu S.; Kumar S.; Kumar N.; Kumar L.; Kumar D.; Kumaoka T.; Kuijer P.G.; Kuhn C.; Kučera V.; Kryshen E.; Krupova D.M.; Krüger M.; Krug C.; Krizkova Gajdosova K.; Krizek F.; Krivda M.; Krcal L.; Kravčáková A.; Králik I.; Kozlov G.; Kozhuharov V.; Kowalski M.; Kovalenko V.; Kovacic N.; Kotliarov A.; Koster C.; Koryciak S.D.; Korwieser M.; Kornakov G.; Konopka P.J.; Konigstorfer S.A.; Konig J.; Kondratyeva N.; Kondratyev A.; Kollegger T.; Kohara R.; Kobdaj C.; Kluge A.; Klemenz T.; Kleiner M.; Klein-Bösing C.; Klein S.; Klein J.; Klay J.L.; Kisiel A.; Kiselev S.; Kisel I.; Kirsch S.; Kimura K.; Kim T.; Kim S.; Kim M.; Kim J.; Kim J.; Kim J.; Kim H.; Kim G.; Kim E.J.; Kim D.; Kim D.J.; Kim C.; Kim B.; Kileng B.; Khuranova Z.; Khuntia A.; Khatun A.; Kharlov Y.; Khanzadeev A.; Khan S.; Khan A.M.; Khade S.S.; Keul J.; Ketzer B.; Keil M.; Kebschull U.; Karwowska M.J.; Karpechev E.; Karavicheva T.; Karavichev O.; Karatzenis N.; Karasu Uysal A.; Kalweit A.; Kalinak P.; Kaewjai J.; Jusko A.; Junique A.; Jung M.; Jung J.; Jowett J.M.; Jones D.M.; Jonas F.; Jin S.; Jimenez A.A.P.; Jiang T.; Jia S.; Ji S.; Janik M.A.; Jakubowska M.J.; Jahnke C.; Jaelani S.; Jadlovsky J.; Jadlovska S.; Jacobs P.M.; Jacazio N.; Jacak B.; Jablonski M.; Iversen K.E.; Ivanov V.; Ivanov M.; Ivanov M.; Iurchenko S.; Islam M.S.; Isidori T.; Isakov A.; Ippolitov M.; Inaba M.; Ilkaev R.; Hwang M.C.; Hutter D.; Hutson A.; Humanic T.J.; Huhta L.M.; Huhn P.; Hristov P.; Hou Y.; Horzyk A.; Hofman B.; Hoffmann F.W.; Hobus I.P.M.; Hippolyte B.; Hillemanns H.; Heybeck B.; Hetland K.F.; Herrmann S.; Herrera Corral G.; Hernandez S.G.; Herman T.; Hemmer M.; Helstrup H.; Hellbär E.; Havener L.B.; Hauer P.; Hatzifotiadou D.; Hassan H.; Hartung M.V.; Harton A.; Harris J.W.; Hansen J.; Hannigan R.; Hanley B.G.; Han Y.; Hamagaki H.; Haldar M.; Haidlova S.; Haider F.U.; Hadjidakis C.; Gyulai L.; Gwizdziel K.; Gupta R.; Gupta A.; Guo W.; Guo J.; Gunji T.; Gündem T.; Gumprecht J.K.; Gulbrandsen K.; Guilbaud M.; Guernane R.; Grunwald N.A.; Grund D.; Grosso R.; Grosse-Oetringhaus J.F.; Grosa F.; Groettvik O.S.; Grigoryan S.; Grigoriev V.; Grigoras C.; Grelli A.; Grecka E.; Graczykowski L.K.; Grabski V.; Gotovac S.; Goswami K.; Gorgon M.; Gordeev P.; Gonzalez V.; Glimos E.; Glässel P.; Glaenzer A.M.C.; Giubilato P.; Giubellino P.; Giri S.K.; Gioachin G.; Giacalone M.; Ghosh C.; Gernhaeuser R.A.; Germain M.; Gay Ducati M.B.; Gautam A.; Gaur H.M.; Gasik P.; Gargiulo C.; Garetti S.; Garcia-Solis E.; García Chávez T.; Garcia J.M.; Garabatos C.; Ganoti P.; Gangadharan D.R.; Gami S.; Galvan C.D.; Gahlaut T.; Gago A.M.; Gagliardi M.; Gaardhøje J.J.; Fusayasu T.; Furs A.; Furget C.; Funicello N.; Fuchs U.; Fribert H.; Frajna E.; Fragiacomo E.; Follo U.; Fokin S.; Fokin I.; Foertsch S.; Flores A.N.; Flor F.; Fionda F.M.; Finogeev D.; Filova V.; Feuillard V.J.G.; Ferretti A.; Ferrero C.; Ferrero A.; Ferrer M.B.; Ferrandi L.; Fernández Téllez A.; Feofilov G.; Fasel M.; Fantoni A.; Fang T.; Fan W.; Fan F.; Faivre J.; Faggin M.; Fabbietti L.; Evdokimov S.; Evans D.; Eulisse G.; Espagnon B.; Ercolessi F.; Erazmus B.; Elia D.; Ejima R.; Eisenhut F.; Ehlers R.J.; Eder T.M.; Dzalaiova N.; Dupieux P.; Dubla A.; Dubinski J.M.; Dönigus B.; Dobrin A.; Dmitrieva U.; Djuvsland Ø.; Divià R.; Ditzel J.; Ding Y.; Diaz R.A.; Diab B.; Di Ruzza B.; Di Mauro A.; Di Costanzo M.; DiBari D.; Dhankher P.; de Souza G.G.A.; Dello Stritto L.; DelGrande R.; Deb R.; DePasquale S.; De Martin C.; DeMarco N.; De Gruttola D.; De Falco A.; de Cuveland J.; de Cataldo G.; De Caro A.; Dash S.; Dash A.R.; Das S.; Das P.; Danu A.; Danisch M.C.; Dange G.; Dainese A.; Czarnynoga M.M.; Crochet P.; Costanza S.; Costa F.; Cosentino M.R.; Cortese P.; Coquet M.L.; Contreras J.G.; Contin G.; Conesa del Valle Z.; Conesa Balbastre G.; Concas M.; Colocci M.; Colelli A.; Colella D.; Colburn J.S.; Colamaria F.; Clai G.; Ciupek M.R.; Cindolo F.; Cimador G.; Cicalo C.; Ciacco M.; Chujo T.; Christiansen P.; Christensen C.H.; Christakoglou P.; Choudhury S.; Choudhury D.; Chochulska Z.A.; Chochula P.; Cho S.; Cho J.; Chizzali E.S.; Chinu F.; Chinellato D.D.; Chibante Barroso V.; Chiappara D.; Cheshkov C.; Cheng T.; Chen M.; Chattopadhay S.; Chartier M.; Chapeland S.; Chandra S.; Chakraborty P.; Chakaberia I.; Cerri R.; Cattaruzzi S.; Catalano F.; Castoldi M.; Castillo Castellanos J.; Carvalho L.A.D.; Carnesecchi F.; Carabas M.; Cantway S.L.; Cannito S.; Canedo F.D.M.; Camerlingo M.T.; Camerini P.; Camacho J.M.M.; Calvo Villar E.; Caliva A.; Caines H.; Cabrera M.F.T.; Cabanillas Noris J.C.; Bysiak S.A.; Bylinkin A.; Buthelezi Z.; Burmasov N.; Buhler P.; Bufalino S.; Buesching H.; Budnikov D.; Buckland M.D.; Buchakchiev V.D.; Bruno G.E.; Broz M.; Bregant M.; Braun-Munzinger P.; Bratrud L.; Brandibur D.C.; Bouziani Y.E.M.; Botta E.; Borquez Carcamo A.G.; Borissov A.; Borel H.; Bonomi G.; Bond P.M.; Bombara M.; Boldizsár L.; Bok J.; Bodova T.; Bock F.; Blume C.; Bluhme N.; Blidaru M.B.; Blau D.; Bize N.; Biswas S.; Biro G.; Binoy A.; Bilandzic A.; Bigot A.P.; Bielčková J.; Bielčk J.; Bianchi L.; Bhattarai S.; Bhattacharjee B.; Bhasin A.; Bhalla T.; Bhaduri P.P.; Betev L.; Bernardinis L.; Bergmann L.; Berdnikova A.; Berdnikov Y.; Beole S.; Bensaoula A.; Bencedi G.; Beltran Y.A.V.; Beltran L.G.E.; Belokurova S.; Bellwied R.; Bellini F.; Bell Hechavarria A.D.C.; Belikov I.; Behera D.; Becht P.; Bearden I.G.; Bazo Alba J.L.; Bauri D.; Batyunya B.; Battistini D.; Batigne G.; Basu S.; Bastid N.; Bartsch E.; Barth K.; Barreto L.; Barret V.; Barreau E.; Barnby L.S.; Barnaföldi G.G.; Barman B.; Barlou M.; Barioglio L.; Barile F.; Barbasova V.; Banoo Z.; Bangalia S.; Balis B.; Baldisseri A.; Bala R.; Bailung Y.; Bailhache R.; Bai X.; Baek Y.W.; Bae Y.; Bae J.; Badalà A.; Baba H.; Azmi M.D.; Averyanov D.; Averbeck R.; Augustinus A.; Arslandok M.; Arsene I.C.; Arneiro J.G.M.C.A.; Arnaldi R.; Arcelli S.; Arata C.; Appelshäuser H.; Apadula N.; Antonioli P.; Antinori F.; Anguelov V.; Andronov E.; Andronic A.; Andreou N.; Andrei C.; Anaam M.N.; Alvarado J.R.; Altsybeev I.; Altamura A.R.; Alt T.; Alocco G.; Alme J.; Alkin A.; Alizadehvandchali N.; Alici A.; Ali B.; Alfaro Molina R.; Alfanda H.M.; Alessandro B.; Aleksandrov D.; Al-Turany M.; Akishina V.; Akindinov A.; Ahuja I.; Ahn S.U.; Ahmad S.; Ahammed Z.; Agrawal N.; Agnello M.; Aglietta L.; Aglieri Rinella G.; Agarwal A.; Acharya S. · Nature (2025) · DOI: 10.1038/s41586-025-09775-5

Resumen

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, 3He or 4He, each bound by only a few MeV, can emerge from these collisions3,4. 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 Δ(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 decays7,8. © The Author(s) 2025.

Instituciones: Pontificia Universidad Católica del Perú