1 / 38

Plan seminarium

Charakterystyki poprzeczne hadronów w oddziaływaniach elementarnych i jądrowych wysokiej energii Bożena Boimska IPJ. Plan seminarium. Wprowadzenie Eksperyment NA49 Analiza Wyniki  próba ich zrozumienia – porównanie z modelami  wyniki z innych eksperymentów Podsumowanie.

weldon
Download Presentation

Plan seminarium

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Charakterystyki poprzeczne hadronów w oddziaływaniach elementarnych i jądrowych wysokiej energii Bożena BoimskaIPJ

  2. Plan seminarium • Wprowadzenie • Eksperyment NA49 • Analiza • Wyniki  próba ich zrozumienia – porównanie z modelami  wyniki z innych eksperymentów • Podsumowanie

  3. Charakterystyki poprzeczne ... charakterystyki związane z pędem poprzecznym cząstek: • rozkłady pT • korelacje pT -pL • współczynnik modyfikacji jądrowej RAB(pT) Niosą informację o dynamice reakcji Wyniki dla rożnych: ● typów zderzeń (h+h, h+A, A+A) ● typów cząstek w stanie końcowym ● energii zderzenia Wyniki mojej analizy(dane NA49)oraz z innych eksperymentów(przy SPS i RHIC)

  4. Eksperyment NA49 • przy akceleratorze SPS w CERN • na stałej tarczy • badane różne systemy: h+p, h+A, A+A • szerokie pokrycie przestrzeni fazowej (przednia półkula) • identyfikacja cząstek Podstawowe detektory komory projekcji czasowej (VTPC, MTPC) - rekonstrukcja torów cząstek - identyfikacja cząstek (dE/dx) Centralność zderzenia (b, Nw, ע) h+A: CD – detekcja „szarych” protonów A+A: VCAL – detekcja „obserwatorów” pocisku

  5. Identyfikacja cząstek przy użyciu informacji o stratach energii cząstek na jonizację N – liczba punktów na śladzie →„global tracking”,wtedy N duże Nmax=234 typowo: σdE/dx ~ 4%

  6. Badane zderzenia Badane cząstki pp@158GeV 2.5M pp@100GeV 260k pp@40GeV 80k różne centr. pPb@158GeV 850k dodatkowo: różne centr. PbPb@158AGeV Wyniki nie poprawione na rozpady: Λ, Σ, K0S, ale oszacowany ich wpływ Charakterystyki pT badane dla różnych obszarów xF CM – układ środka masy N-N

  7. Modele fenomenologiczne FRITIOF wersja 7.02 i VENUS wersja 4.12 wzbudzenie podłużne wymiana koloru oddziaływania pp@158GeV:wygenerowane próbki po 500k

  8. Widma pT średni pT Rozkłady gęstości pp pPb

  9. Korelacje <pT > - xF pp@158GeV Różnica pomiędzy p i p oraz p+ i p-(widoczna szczególnie przy większych xF)może być przypisana wpływowiskładu kwarkowego cząstek wstanie końcowym i początkowym Błędy syst. w MeV/c: xF p p π 10 20 4 0.1 0.3 15 80 6

  10. Korelacje <pT > - xFZależność od krotności nch pp@158GeV dla 0.1<xF<0.5większe <pT> dla przypadków z większą krotnością przejaw występowania twardych procesów?

  11. Próba zrozumienia wyników Na przykładzie pionów W ramach modeli partonowych: kT pT frag pT pQCD Tylko wzrost Phard prowadzi do wzrostu krotności. Dla Phard: największy wzrost <pT> w obszarze 0.1<xF<0.5

  12. oddziaływania p+p Korelacje <pT > - xF Zależność od energii dla obszaru 0.1< xF<0.5 piony - wyraźna zależność protony- brak zależności (wzrost <pT>) Również dla oddziaływań e+e-i l+hdla hadronów naładowanych wzrost <pT> z energią w badanym obszarze xF(Z.Phys.C22(1984)307,Z.Phys.C27(1985)239,Nucl.Phys.B188(1981)1) opis przez modele teoretyczne po uwzględnieniu wkładu od procesów twardych np. dla e+e- wkład od tych procesów znaczący już dla √s~10GeV [Morr72] D.Morrison „Review of Many-Body Interactions at High Energy”, Proc. 4th Int. Conf. on High-Energy Collisions, Oxford (1972)

  13. VENUS, FRITIOF vs. dane FRITIOF modif.: włączone procesy „twarde” (PYTHIA) VENUS modif.:<pT>f = 450 MeV/c <kT> = 450 MeV/c Phard = 0.25 p • modele po modyfikacjach dość dobrze opisująπ+ • równoczesny opispiπ+nie jest możliwy π+

  14. Próba zrozumienia wyników – wpływ rezonansów Na przykładzie pionów FRITIOF - opis danych eksperymentalnych pp@158GeV FRITIOF w wersji zmodyfikowanej (z procesami „twardymi”) odtwarza rozkłady xF i pT pionów dodatnich.

  15. Próba zrozumienia wyników – wpływ rezonansów Na przykładzie pionów Rozważane rezonanse:ρ(770), ω(782), Δ(1232) • rezonanse dają ok. 45% wkładu do widmπ+ • π+ z rezonansów nie tylko dla małych xF i pT Usunięcieπ+z rezonansów→efekt „mewy” silniejszy

  16. Korelacje <pT > - xF pPb@158GeV Wzrost <pT> dla pp→pPb dla pPb protony i piony - zależność od ע (przy wyższych xF) antyprotony - brak zależności od ע Dla cząstek o składzie kwarkowym podobnym do składu kwarkowego pocisku protonowego widoczny wpływ „wzbudzenia” pocisku przy przejściu przez materię jądrową (np.wzrost kT partonów).

  17. Korelacje <pT > - xF Ewolucja p+p→p+Pb→Pb+Pb ע 1 6.2 4.6 Nw 2 7 352 protony piony pp עzłe małe xF→ Nw dobre Nw lepsze większe xF→ע lepsze pPb PbPb - zarówno Nw jak i ע ważne - rola ע rośnie z xF

  18. Współczynnik modyfikacji jądrowej dla różnych systemów i energii RAB > 1 - wzmocnienie RAB < 1 - tłumienie

  19. nucl-ex/0403024 RAB przy RHIC RAuAu RdAu RAuAu • maleje z centralnością • różny dla h± i πo • jest <1 dla zderz. central. Efekty „stanu początkowego” czy „stanu końcowego”? RdAu • rośnie z centralnością • różny dla h± i πo • jest 1 dla zderz. central. malenie RAuAu z powodu oddziaływań w stanie końcowym pT

  20. Efekty „stanu początkowego” (I) Modyfikacje rozkładów partonów dla jąder względem rozkładów dla „swobodnych” nukleonów: Stosunek funkcji struktury: x - ułamek pędu nukleonu niesiony przez „próbkowany” parton Q2– kwadrat przekazu czteropędu Mniejsze albo większe gęstości partonów dla jąder, zależnie odx: • „cieniowanie” • „antycieniowanie” efekt EMC • wpływ ruchów Fermiego •

  21. Efekty „stanu początkowego” (II) „Efekt Cronina” – zaobserwowany dla zderzeń p+A dla y 0 Phys. Rev. D19 (1979) 764 •dla dużych pTα(pT)>1 Wynik wielokrotnych rozproszeń pocisku (lub jego partonów) przy przechodzeniu przez jądro. - widoczna zależność od typu cząstki - przy RHIC, dla dAu zachowanie podobne do efektu Cronina

  22. CGC Phys. Rev. D68 (2003) 094013 Phys. Rev. D68 (2003) 054009 hep-ph/0307179 hep-ph/0402137 Efekty „stanu początkowego” (III) efekt bardziej egzotyczny: Color Glass Condensate (CGC) • Skąd pomysł: • Wyniki z eksperymentów przy akceleratorze HERA dotyczące rozkładów gluonów: - przy maleniu xgęstość gluonów gwałtownie rośnie • Całkowite przekroje czynne h+h: - dla wysokich energii rosną wolno z energią Hipoteza: Dla małych x gluony gęsto upakowane, stąd oddziaływania między nimi („gluon-gluon fusion”) i dlatego gęstości gluonów ograniczone („gluon saturation”). Dla oddziaływań jądrowych efekt powinien być silniejszy (zależność od A), bo większe gęstości gluonów. Dla RHIC √s=200GeV y=0 pT=2GeV/c: x~10-2 zbyt duże, i efekty związane z CGC nie widoczne. Być może widoczne w obszarze „do przodu” ...

  23. Efekty „stanu końcowego” Tłumienie dżetów („jet quenching”) „jet quenching” Phys. Lett.B243 (1990)432 Nucl.Phys.B420 (1994)583 Phys.Rev.D51(1995)3436 • Przewidywania teoretyczne, że: • oddziaływanie partonów o wysokiej energii z gęstą, gorącą materią wytworzoną w zderzeniach ciężkich jonów prowadzi do strat energii partonów (poprzez „gluon bremsstrahlung”) w eksperymencie obserwowany niedobór cząstek o dużych pT Prawdopodobnie efekt ten powoduje, że przy enargiach RHIC (dla y=0) dla dużych pT RAuAu<1

  24. RAB przy SPS dla y 0 Phys. Rev. C64 (2001) 034901 RAB wzmocnienie produkcji dla dużych pT RAB>1 (- model) Problem:brak danych eksperymentalnych p+p przy energii SPS Wyniki WA98 dla różnej centralności Pb+Pb → π0+ X i nowych danych referencyjnych p+p : nucl-ex/0403055 dla dużych pT zderzenia peryferyczneR>1 zderzenia centralneR=1 zderzenia bardzo centralneR<1 modele pQCD z tylko standardowymi efektami przewidują R>1

  25. RAB przy RHIC - dla energii 62.4 GeV dla y 0 PHOBOS dla hadronów naładowanych nucl-ex/0405003 RAuAu dla dużych pT: zderzenia peryferyczneR>1 zderzenia centralneR=1

  26. R - zależność od energii (SPS, RHIC) Gęstości energii: nucl-ex/0403055 RHIC > 5 GeV/fm3 SPS 2-3 GeV/fm3 Większe od εcritna przejście do QGP początki tłumienia produkcji cząstek z dużymi pT występują już przy energii SPS !

  27. A= Pb R dla p+A przy SPS oddziaływania centralne Ncoll=5.8 RpPb niestety tylko pT < 2 GeV/c dla midrapidity SPS RHIC pT ~ 2 GeV/c zależność od xF ze wzrostem xFRpPbmaleje dla wszystkich pT zależność od typu cząstki - błędy syst.π,p: <5%,p: <15%, norm. ~6%

  28. ...okazuje się, że przy RHIC podobne zachowanie dla RdAu vs. η nucl-ex/0403052 BRAHMS RdAu dla hadronów naładowanych zachowanie RdAu w funkcji η zgodne z Color Glass Condensate (CGC)

  29. R dla d+Au - ewolucja z η i z centralnością RHIC BRAHMS dla hadronów naładowanych nucl-ex/0403052 RCP zależność od η i centralności zderzenia zgodna z przewidywaniami Color Glass Condensate (CGC)

  30. Podsumowanie • Interesujące obserwacje już przy SPS: • dla zderzeń bardzo centralnych Pb+Pb:RPbPb<1 (tłumienie dżetów?) • dla zderzeń centralnych p+Pb: ze wzrostem xF RpPb(pT) maleje (CGC?) ale także ... • ewolucja korelacji < pT> - xF w zależności od Nw i ע -zachowanie dla dużych xF • Lepsze zrozumienie obserwowanych zjawisk poprzez wykonanie analiz:  dla różnych energii  dla różnych systemów/centralności  dla różnych cząstek w stanie końcowym  w szerokim obszarze przestrzeni fazowej

  31. Zapas

  32. Detektor CD „szare” protony wybite z jądra pęd 0.15 < plab < 1.0 GeV/c Detektor w kształcie cylindra: wysokość 20cm średnica 16cm Centralność zderzenia Symulacja (model Glaubera + odpowiedź detektora) pozwala powiązać liczbę „szarych” protonów z parametrem zderzenia b, liczbą oddziaływań pociskuעlub liczbą „zranionych” nukleonówNw

  33. Akceptacja geometryczna NA49 pełen kąt Φ |Φ| < 90O |Φ| < 50O dla protonów, √s=17.3GeV

  34. Różnica pomiędzy y i xF dla protonów, √s=17.3GeV

  35. Korelacje <pT> - y

  36. RAB przy SPS - dla lekkich systemów dla y 0 RAB wzmocnienie produkcji dla dużych pT RAB>1 Ale... •dane nie najlepszej jakości •nie badana zależność od typu cząstki Phys. Rev. C64 (2001) 034901

  37. RAuAu vs. η RHIC BRAHMS nucl-ex/0307003 zachowanie podobne dla η=0 i η=2.2 dla hadronów naładowanych

  38. Korelacje <pT > - xF Korelacje <pT > - xF AA@158GeV ważny skład nukleonowy jąder(?) dane„odniesienia”:nie same p+p π: bardziej skomplikowana zależność od ע :wzrost <pT> dla wszystkich xF

More Related