Niebezpieczne przewidywania

1. Niebezpieczne przewidywania Ekstrapolacja z „dziś” do LHC dla relatywistycznych jonów Raport Nicolasa Borghiniego i Ursa Wiedemanna z 4 lipca 2007 plus wiadomości bieżące HB, sem FWE 9 XI 07

2. Przepraszam, to nie będzie o czarnych dziurach w LHC… HB, sem FWE 9 XI 07

3. Ale polecam blog na temat seminarium Lisy Randall w CERNie, w sierpniu 2007 ‘Black Holes and Quantum Gravity at the LHC’ HB, sem FWE 9 XI 07

4. Z CERN Couriera: • It should be stated, in conclusion, that these black holes are not dangerous and do not threaten to swallow up our already much-abused planet. The theoretical arguments and the obvious harmlessness of any black holes that, according to these models, would have to be formed from the interaction of cosmic rays with celestial bodies, mean that we can regard them with perfect equanimity. HB, sem FWE 9 XI 07

5. Wiązki przeciwbieżne w LHC:p-p – 14 TeV 2008 r.?Pb-Pb – 5.5 TeV 2009-10 r.? HB, sem FWE 9 XI 07

6. Metoda przewidywania: • NIE modele, ale wybranie `generic trends’ z dostępnych danych i ich ekstrapolacja • Modele – tylko tam gdzie prawie nie ma danych, a LHC dostarczy (np. duże pt dla obszaru ku przodowi) HB, sem FWE 9 XI 07

7. 1. Krotności, rozkłady podłużne • Dla zderzeń w zasadzie dobry opis z rachunków perturbacyjnych (trochę niepewności z modelowania hadronizacji) HB, sem FWE 9 XI 07

8. Dla pp, a tym bardziej A-A • Krotności, i rozkłady krotności dominowane przez procesy nieperturbacyjne, z małymi przekazami pędu • Brak jednoznacznych przewidywań • Dla pp w LHC czynnik 2 • Tym bardziej dla AA HB, sem FWE 9 XI 07

9. Przypomnienie z RHIC: To były przewidywania… HB, sem FWE 9 XI 07

10. 1. Skalowanie podłużne (graniczna fragmentacja) 2. Faktoryzacja zależności od oraz centralności /liczby masowej Dwie ‘cechy generyczne’: HB, sem FWE 9 XI 07

11. Collision viewed in rest frame of CM: Central Collisions 200 GeV 19.6 GeV 130 GeV PHOBOS PHOBOS PHOBOS dN d  Peripheral Collisions Collision viewed in rest frame of one nucleus: Limiting fragmentation HB, sem FWE 9 XI 07

12. 200 GeV 62.4 GeV dN/d Cu+Cu Preliminary 3-6%, Npart = 100 PHOBOS PHOBOS Cu+Cu Preliminary 3-6%, Npart = 96 Au+Au 35-40%, Npart = 99 Au+Au 35-40%,Npart = 98 Skalowanie w Npart HB, sem FWE 9 XI 07

13. Ekstrapolacja do LHC: To – modele ‘saturation’ To – prosta ekstrapolacja tych `generic trends’ HB, sem FWE 9 XI 07

14. Co to jest saturacja? Zaczęło się od HERY przy maleniu x gęstość gluonów gwałtownie rośnie HB, sem FWE 9 XI 07

15. Kharzeev,Levin, Nardi HB, sem FWE 9 XI 07

16. Czyli modelowy przebieg czasowy: HB, sem FWE 9 XI 07

17. Jak to ingeruje w p-A i A-A: Skala saturacji (czyli przy jakim x gluony się ‘zagęszczają’) zależy od liczby atomowej tarczy i od rapidity Dla RHIC √s=200GeV y=3 pT=1GeV/c: x~10-3=> i efekty saturacji mogą być widoczne HB, sem FWE 9 XI 07

18. suppression Cronin enhancement Czy są widoczne? HB, sem FWE 9 XI 07

19. R Argument za pomiarami `do przodu’ w LHC HB, sem FWE 9 XI 07

20. 2. ‘Hadrochemia’, czyli ile cząstek danego rodzaju • ‘Generic trend’: od niskich (SIS, GSI) przez średnie (AGS, SPS) do najwyższych energii n(RHIC) częstości produkcji różnych hadronów – dobry opis statystyczny (‘thermal’) • Zasadniczo 2 parametry: temperatura T i potencjał bariochemiczny mB HB, sem FWE 9 XI 07

21. Bardzo silne założenie:fireball w równowadze Powstający w zderzeniu obiekt musi się zachowywać jak `materia’, nie indywidualne cząstki Praktycznie – system musi żyć dość długo, by składniki choć parę razy oddziaływały – i doszło do ‘równowagi’ HB, sem FWE 9 XI 07

22. AGS dN/dy SPS RHIC 62 “net”proton (BRAHMS preliminary) RHIC 200 LHC 5500 Jak wyznaczyć gęstość barionów HB, sem FWE 9 XI 07

23. A jak temperaturę: widma pt (Phenix 200 GeV Au-Au) HB, sem FWE 9 XI 07

24. Thermal Model fits: 200 GeV/N Au-Au HB, sem FWE 9 XI 07

25. Thermal Model fits: Pb-Pb 158 GeV/N HB, sem FWE 9 XI 07

26. Ciekawa prawidłowość: stała energia per hadron – korelacja T, m HB, sem FWE 9 XI 07

27. Jak ewoluują parametry? Prosta ekstrapolacja do LHC HB, sem FWE 9 XI 07

28. Jak z dziwnością? Dziwność `nieobecna’ przed zderzeniem - dopiero z czasem może osiągnąć stan równowagi >1 HB, sem FWE 9 XI 07

29. I jakie przewidywania dla LHC: HB, sem FWE 9 XI 07

30. 3. Asymetrie azymutalne i ‘flow’ HB, sem FWE 9 XI 07

31. O czym mówi flow: O własnościach tego gorącego fireballu Np. w opisie hydrodynamicznym – o stygnięciu i silnych gradientach ciśnienia przy rozprężaniu Jak flow zmienia się z pt: HB, sem FWE 9 XI 07

32. HB, sem FWE 9 XI 07

33. A modele hydro inaczej: HB, sem FWE 9 XI 07

34. 4. ‘Femtoskopia’ albo HBT • Kwantowa interferencja cząstek identycznych • Korelacja w pędzie (np. dla dwóch pionów o względnym pędzie q i pędzie pary K) tłumaczy się na przestrzenno-czasowy rozmiar obszaru emisji HB, sem FWE 9 XI 07

35. ‘Generyczne’ trendy z SPS, RHIC: • Zależność od energii – praktycznie skalowanie z • Skalowanie w masie poprzecznej • oraz HB, sem FWE 9 XI 07

36. Ekstrapolacja do LHC: Bardzo duże R! HB, sem FWE 9 XI 07

37. Rekapitulacja w „miękkim” sektorze: • Krotności, widma podłużne: czy utrzyma się ekstrapolacja Nch oraz faktoryzacja w energii i centralności • ‘Hadrochemia’: czy utrzyma się obraz termodynamiczny? Jak dziwność? • Efekty kolektywne: czy pływ (flow) wzrośnie? • Interferencja HBT: czy wciąż wzrost promieni obszaru emisji? HB, sem FWE 9 XI 07

38. Przechodzimy do twardszych oddziaływań: 1.Tłumienie jetów Co już wiemy: HB, sem FWE 9 XI 07

39. Dziwne że p i piony tak samo… • Protons are expected to have larger contribution from gluons compared to pions => larger energy loss • But above pT ~ 6 GeV/c – same suppression pattern ! HB, sem FWE 9 XI 07

40. Co dla większych pt? HB, sem FWE 9 XI 07

41. 2. Ciężkie kwarkonia – ongiś ‘smoking gun of QGP’ Przy RHIC – tłumienie jak przy SPSC Efekt przy małych pt HB, sem FWE 9 XI 07

42. Przy RHIC J/ψ dla dużych pt tłumione Co dalej w pt? HB, sem FWE 9 XI 07

43. Może przy LHC nie tłumienie, a wzmocnienie! HB, sem FWE 9 XI 07

44. Ultraperyferyczne perspektywy: γA→VA V=J/ψ, Υ Dyfrakcyjna produkcja kwarkonium może dostarczyć wiedzy o gęstości gluonów przy małych x (sprawdzić model CGC?) HB, sem FWE 9 XI 07

45. Był wstępny pomiar z RHIC Idą symulacje dla LHC HB, sem FWE 9 XI 07

46. 3. Struktura i własności jetów Spójrzmy prawdzie w oczy: dotychczas w HI nie mierzyliśmy jetów, tylko ich skutki (tłumienie dużych pt, korelacje) Przy LHC – nadal będzie trudno, ale więcej charakterystycznych efektów możliwych do zaobserwowania, bo większe pt i większy wkład twardych procesów Przede wszystkim – badanie korelacji HB, sem FWE 9 XI 07

47. Ile? HB, sem FWE 9 XI 07

48. 1 2 2 3 Korelacje z RHIC: high pt trigger vs reszta • finite prob. of not interacting: fragmentation as in vacuum? • fragment in medium, then hadrons lose energy with insignificant broadening at large pT? • lose some energy, and then fragment? HB, sem FWE 9 XI 07

49. 0 1 2 10 100 pt (GeV/c) Eksperymenty HI przy LHC: Single particle spectra Correlation studies Jet reconstruction Hard processes Modified by the medium Bulk properties ALICE PID CMS&ATLAS HB, sem FWE 9 XI 07

50. Czego się spodziewamy: • The first 15 minutes; Lint=1mb-1 • Event multiplicity, low pt hadronic spectra, particle ratios • The first month; Lint=0.1-1nb-1 • Rare high pt processes: jets, D,B, quarkonia, photons, electrons • The following years: • pA, A scan, E scan HB, sem FWE 9 XI 07