150 likes | 382 Views
r N. 1 fm. Struktura protonu. hybrydy (qqg). glueballe (ggg). Badanie oddziaływań silnych. Badanie struktury hadronów : Czarmonium (cc) – pozytronium QCD egzotyczne stany ( gqq-hybrydy ), ( ggg-glueball ), – eksperyment PANDA
E N D
rN 1 fm Struktura protonu hybrydy (qqg) glueballe (ggg) Badanie oddziaływań silnych • Badanie struktury hadronów : Czarmonium (cc) –pozytronium QCD egzotyczne stany (gqq-hybrydy), (ggg-glueball), – eksperyment PANDA • Badanie własności materii hadronowej w funkcji (Temperatury, gęstości) przy pomocy reakcji ciężkojonowych, badanie pochodzenia masy hadronów • - eksperyment HADES 4x1012 Quark-Gluon Plasma 3x1012 3x1012 Diagram fazowy materii hadronowej Stany egzotyczne? 2x1012 Materia Jądrowa trajektoria reakcji 1x1012 Temperatura [K] 0 0 gwiazdy neutronowe 1 x 1018 2 x 1018 Jądro atom. Gęstość (Kg/m3)
Pytania czekające na odpowiedź • Skąd biorą się masy cząstek ? • Uwięzienie kwarków (Dlaczego nie obserwujemy swobodnych kwarków?) • Jak opisać strukturę wewnętrzną protonu i jego własności (np. spin =1/2)? • Dlaczego Wszechświat zbudowany jest głownie z materii? • …
Masa a "energia wiązania" mu, d ~ 5 MeV Mp =940 MeV >> 3mq ! Masa jest generowana przez oddziaływanie !
Masy kwarków • masy ("current") generowane przez oddziaływanie z polem Higgsa • (model standardowy – Higgs to motyw powstania LHC !) • massy kwarków lekkich (u,d) ("constituent") generowane przez oddziaływanie- uwięzienie kwarków Złamanie Symetrii Chiralnej QCD kwarki u,d QCD mass LQCD [Bowman etal ‘02] Instanton model [Diakonov+Petrov ’85, Shuryak] Higgs mass 1 fm r ~99% masy (widzialnej)wszechświata pochodzi od oddziaływania silnego!
1- 1+ model "worka" jest złamana przez uwięzienie! Parnterzy chiralni 0- R 0+ L Mezony ud /a1 Mezonycu (D) 1+ (2.46) złamana SC: masy są różne! widma hadronów przykład: 1+ (2.42) 0+ (2.31) 1- (2.01) D0 0- (1.86) Symetria chiralna Symetria globalna LQCD dla bezmasowych kwarków , oznacza: oddziaływanie silne zachowuje skrętność („helicity”) kwarków Symetria Chiralna: stany o przeciwnej parzystości (partnerzy chiralni) powinny mieć taką samą masę: np:mezony:
Metoda pomiaru masy (eksp. HADES) • Pomiar f. rozkładu masy hadronu w materii jądrowej Obserwable: np” krótkożyciowe mezony ,, poprzez rozpady dileptonowe e+e- c 10-15 fm/c • Rekonstrukcja masy w materii poprzez rozpad e+e- (lub +-) • małe prawd.(2) rozpadu • Duże tło hadronowe e+ r e- Te same liczby kwantowe (JPC= 1--) co foton !
Pozytonium - QED Energia wiązania [MeV] Ionization energy 0 3 D 3 S 3 S 3 1 3 3 D 1 2 0 1 2 3 D 3 -1000 1 2 P 3 2 P 3 D 3 2 1 2 S 3 2 2 S 1 1 2 P 1 3 ~ 600 meV 0 1 2 P 3 0 10-4 eV -3000 -5000 1 S 3 8·10-4 eV 1 S 1 1 0 -7000 0.1 nm + - e e C 1 fm C Czarmonium – „pozytonium QCD” Czarmonium - QCD Masa [MeV] 4100 y ¢¢¢ (4040) P (~ 3940) 3 2 3900 D 3 (~ 3800) P (~ 3880) 3 3 1 P (~ 3800) D 3 1 y ¢¢ (3770) 0 2 D 3 D 3 2 1 próg ¢ y (3686) 3700 h ¢ (3590) c c (3556) 2 h (3525) c c (3510) 1 3500 c (3415) 0 3300 J/ y (3097) 3100 h (2980) c Wąskie stany 2900 Czarmonium: badania potencjału uwięzienia
Spektroskopia mezonów D • Mezony D (kwark ciężki c + kwark lekki) • to odpowiednik atomów wodoru w QCD • Własności odkrytych niedawno wąskich stanów Ds0(2317) iDs1 (2458) nie maja jednoznacznej interpretacji teoretycznej (partnerzy chiralni, stany czterokwarkowe, efekt progu DK ?). 8
glueballe (ggg) p G _ p hybrydy (qqg) G. S. Bali, Int.J.Mod.Phys. A21 (2006) 5610-5617 Glueballe – cząstki z masą zbudowane z bezmasowych gluonów(masa zdeterminowana przez energię oddziaływania silnego gluonów) wiele przewidywanych stanów ! Zwykłe liczby kwantowe np. 1-- (proces formacji)
Metoda eksperymentalna…. GSI/ FAIR CERN (SPS) RHIC LHC - wiązki antyprotonów materia barionowaHadrony(mezony+bariony) Partony(SQGP) ???? + partrony? 1- 5 GeV 8, 17 GeV 200 GeV 5.5 TeV! // // // dostępna energia na produkcję cząstek √sNN
GSI-Darmstadt (k. Frankfurtu) www.gsi.de
GSI-Obecnie SIS 100 SIS 18 2T (4T/s) magnets 18Tm (1.8 T magnets) Au do 8-10 GeV/u 1012 ions/s protonsy do 30 GeV 2.8x1013/s U73+ 1.0 GeV/u 109 ions/s Ni26+ 2.0 GeV/u 1010 protony 4.5 GeV 2.8x1013/s Wiązki wtórne Wiązki radioaktywne to 1.5 GeV/u Antyprotony do 30 GeV Pierścienie akumulacyjne HESR: Antyprotony 1.5- 15 GeV GSI-FAIR (od 2017) PANDA HADES
Eksperyment PANDA Eksperyment HADES High Acceptance DiElectron Spectrometer … w GSI od 2002 (antiProtonAnnihilations at Darmstadt) od 2017 www.gsi.de/panda www-hades.gsi.de >400 naukowców >150 naukowców Bardzo istotny wkład grup krakowskich !!!
hybrydy (qqg) Tematyka prac dyplomowych: PANDA (udział w pracach grup badawczych) • Budowa prototypowego detektora • słomkowego do eksperymentu PANDA • Rozwój i testy elektroniki odczytu • detektora ( analogowa, cyfrowa, • transfer danych –GBit/Ethernet) • Symulacje reakcji proton-antyproton w eksperymencie PANDA • Symulacje odczytu i przepływu danych glueballe (ggg) opiekunowie prac: prof. Jerzy Smyrski, pok. 224, e-mail: smyrski@if.uj.edu.pl prof. Piotr Salabura, pok. 233, e-mail: salabura@if.uj.edu.pl
Udział w pomiarach oraz analizie danych eksperymentów Au+Au @ 1.25 AGeV: - rozwój oprogramowania (analiza oraz symulacja) detektora kaskadowego - identyfikacja par e+e- w reakcji Au+Au - rozpoznawanie sygnatur sygnałów przy pomocy kart graficznych (GPU) • rozwój i testy elektroniki cyfrowej dla potrzeb kalorymetru elektromagnetycznego • Symulacje eksperymentu przy użyciu wiązek pionów dla eksp. HADES Tematyka prac dyplomowych: HADES (udział w pracach grup badawczych) opiekun prac: prof. Piotr Salabura, pok. 233, e-mail: salabura@if.uj.edu.pl dr. W. Przygoda , pok 234, e-mail: przygoda@if.uj.edu.ppl