Измерение свойств легких адронов во взаимодействиях тяжелых ионов в эксперименте ФЕНИКС

1. Измерение свойств легких адронов во взаимодействиях тяжелых ионов в эксперименте ФЕНИКС Котов Д.О. (ПИЯФ) Коллаборация

2. Эксперимент PHENIX Основные подсистемы и их характеристики: • Дрейфовые и падовые камеры: • dpT/pT~ 1.0%·pT + 0.7% • Подтверждение треков в третьем слое падовых камер (PC3): 2-4 мм • Времяпролётная система: • TOF: dτ ~ 100 ns • EMC: dτ ~ 100..500 ns • Электромагнитный калориметр EMC • dE/E ~ 8.1%/√E + 3.0% • γ-триггер: 0.4 ГэВ..2.5 ГэВ • Подавление e/π (+RICH) ~10-3 АксептансPHENIX: -0.35 < η < 0.35, ∆φ – 2 x 90o • Высокое быстродействие ( > 5 кГц) • Буферизация событий (95% live) • Триггеры LVL1 (ERT) и LVL2 (отбор редких событий) • OnCal калибровки Система сбора данных: Котов Д.О., ПИЯФ

3. Мотивация • Лёгкие адроны обильно рождаются как в p+p, d+A, так и в А+А столкновениях → их свойства можно эффективно измерять даже в условиях большой множественности частиц • Адроны несут информацию как о механизмах рождающихся частиц так и свойствах ядерной материи в условиях высоких плотностей и температур: • эффекты холодной ядерной материи в d+Aвзаимодействиях (в т.ч. эффект Кронина) • охлаждение (гашение) струй в A+A взаимодействиях • эллиптические потоки Котов Д.О., ПИЯФ

4. Лёгкие адроны: каналы, сталкивающиеся системы Лёгкие адроны на PHENIX: π0, π±, K0s, K,η,’, ω, , p± ±, K±, p± 0   BR* = 98.80±0.03 KS  00 BR = 30.69  0.05%     BR = 39.39  0.24% η 0+- BR = 22.68  0.35% ’  +- BR = 44.6  1.4%   0 BR = 8.90  0.25%   0+- BR = 89.1  0.7%   e+e- BR = (7.16  0.12)10-5   K+K- BR = 49.2  0.7%   e+e- BR = (2.97  0.04)10-4 *BR – вероятность распада по данному каналу Сталкивающиеся системы Котов Д.О., ПИЯФ

5. Периферийные Центральные 100% Центральность 0% Факторы ядерной модификации • В отсутствие коллективных эффектов сечение рождения адронов в А+А есть величина, пропорциональная произведению сечения в p+p столкновениях и среднего числа парных неупругих нуклон-нуклонных столкновений (<Nстолкн>) • Коллективные эффекты изучаются с помощью фактора ядерной модификации: • В отсутствие коллективных эффектов А+А взаимодействия являются суперпозицией нуклон-нуклонных столкновений и RAB равен единице. Котов Д.О., ПИЯФ

6. d+Au взаимодействия при 200 ГэВ • Позволяет изучать эффекты начального состояния • Факторы RdAизмерены для многих адронов: • отсутствует подавление выходов частиц в области высоких pT • для pнаблюдается ярко выраженный эффект Кронина • в 0-20% φ – эффектКронина? • для остальных адронов RdA~1 в области pT >> 1 • Различие в степени подавления выходов барионов (протонов) и мезонов определяется не массой частиц, а их кварковым составом • Эффект Кронина – многократное рассеяние партонов? Котов Д.О., ПИЯФ

7. Au+Au взаимодействия при 200 ГэВ • Добавляются эффекты конечного состояния: энергетические потери партонов в плотной цветовой среде, неупругое перерассеяние адронов после фрагментации • Выход γ не подавлен, а 0 и -мезонов подавлен в 5 раз при 4 < pT < 20 ГэВ/с • Подавление адронов не может быть объяснено эффектами начального состояния, а также перерассеянием в конечных стадиях взаимодействия • Сравнение RAAдля 0 в центральных Au+Au взаимодействях с модельными предсказаниями (PQM, GLV и др.) позволяет оценить такие параметры среды как начальная глюонная плотность (dNg/dy), транспортный коэффициент () и др. PQM - Parton Quenching Model 0-10% Котов Д.О., ПИЯФ

8. Au+Au и Cu+Cu взаимодействия при 200 ГэВ • Au+Au: • pT > 5 ГэВ/с,выходы адронов подавлены в 5 раз (RAA ~ 0.2). • 1 < pT< 4 ГэВ/c, подавление для лёгких (π0) и тяжелых (φ) мезонов различно → RAAзависит от массы и кваркового состава адронов (рекомбинация, рад. поток ??) • pT < 4 ГэВ/с, избыточный выход барионов (p) • Cu+Cu: • реализуется похожая ситуация, но с другими абсолютными значениями Au+Au Cu+Cu Котов Д.О., ПИЯФ

9. Au+Au и Cu+Cu взаимодействия при 62.4ГэВ • При энергии 62.4 ГэВ степень подавления выходов адронов меньше, чем в случае 200 ГэВ → RdAопределяется не только энергетическими потерями партонов, но и зависит от формы спектра! • В области 1 < pT < 4 ГэВ/c относительное поведение факторов ядерной модификации аналогично 200 ГэВ • Область pT > 5 ГэВ/c при 62.4 ГэВпока не доступна для всех адронов - недостаточно данных Котов Д.О., ПИЯФ

10. Cu+Cu: cканирование по энергиям 22.4, 62.4, 200 ГэВ. • Превалирование подавления перед эффектом Кронина наступает в области энергий между 22.4 ГэВ и 62.4 ГэВ • Теоретические расчёты, основанные на энергетических потерях партонов, описывают поведение факторов ядерной модификации в области pT > 3 ГэВ/с Котов Д.О., ПИЯФ

11. Заключение • Представлены спектры рождения лёгких адронов (π, η, ω, η, φ, p, K и др.), различные сталкивающиеся системы и энергии: • d+Au: • Изучение эффектов холодной ядерной материи • Отсутствие плотной цветовой среды • Au+Au: • Выходы лёгких адронов одинаково подавлены при высоких pT, RAA~ 0.2 • В области промежуточных pTстепень подавления зависит от кваркового состава адронов • Подавление выходов адронов при высоких pTописывается в терминах энергетических потерь партонов • В области промежуточных pT необходимо вводить дополнительные механизмы рождения частиц для объяснения зависимости RAAот массы и кваркового состава адронов Котов Д.О., ПИЯФ

12. backups Котов Д.О., ПИЯФ

13. Элементарные протон-протонные взаимодействия • Измерены сечения рождения большинства лёгких адронов: высокая точность, широкий диапазон, согласие для различных каналов распада • Механизмы рождения частиц в области pT >> 2 ГэВ/cописываются расчетами в рамках пКХД → базис для сравнения с более тяжелыми сталкивающимися системами Котов Д.О., ПИЯФ