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Produzione di charm e beauty in collisioni nucleo-nucleo: Motivazioni e primi risultati da RHIC

Produzione di charm e beauty in collisioni nucleo-nucleo: Motivazioni e primi risultati da RHIC. Andrea Dainese. Contenuti. La fisica di ALICE: collisioni nucleo-nucleo (AA) ad alta energia Perche’ e’ interessante studiare la produzione di heavy quark in collisioni AA

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Produzione di charm e beauty in collisioni nucleo-nucleo: Motivazioni e primi risultati da RHIC

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  1. Produzione di charm e beautyin collisioni nucleo-nucleo: Motivazioni e primi risultati da RHIC Andrea Dainese Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese

  2. Contenuti • La fisica di ALICE: collisioni nucleo-nucleo (AA) ad alta energia • Perche’ e’ interessante studiare la produzione di heavy quark in collisioni AA • Charm al Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) di Brookhaven • primi segnali • limiti di macchina e rivelatori Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese

  3. Temperature Baryonic density U. Heinz Materia di QCD ad alta densita’ “E’ possibile deconfinare i quark?” Diagramma di fase di QCD • la materia adronica esiste in diversi stati • ad alta densita’ di energia la materia nucleare subisce una transizione di fase verso un quark-gluon plasma deconfinato Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese

  4. Collisioni nucleo-nucleo • Collisione di ioni pesanti ad alta energia: alta densita’ di energia(> 2–3 GeV/fm3) su un volume esteso(> 1000 fm3) • Evidenza di deonfinamento all’ SPS (Pb-Pb, ) • RHIC sta continuando lo studio a • Prossimo passo:LHC con Pb-Pb a deep deconfinement: “gas ideale” di gluon e quark con densita’ di energia ~ 100 GeV/fm3 abbondante produzione di jet e heavy quark strumenti per studiare le proprieta’ del QGP Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese

  5. medium IN vs. OUT probe IN (known from pp, pA + pQCD) probe OUT Heavy quark come “sonde” di QCD • Sonde ben calibrate (pp + pQCD) e sensibili alle proprieta’ del mezzo (densita’ di energia e di colore …) • Danno informazioni su queste proprieta’ q: fast color singlet g: fast color octet Q: slow color singlet QQbar: slow and (weakly-)bound color singlet/octet perdita di energia? meno perdita di energia? prod. termica? dissociazione? aumento? Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese

  6. Perdita di energia nel mezzo • I partoni attraversano ~ 5 fm di materia ad alta densita’ di gluoni • Perdita di energia per radiazione di gluone • modifica le distribuzioni in momento • depende dalle proprieta’ del mezzo SONDA • Si puo’ studiare confrontando le distribuzioni in pt in AA e in pp: < 1 perdita di energia Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese

  7. PHENIX Collab. nucl-ex/0304022 Ncollision scaling Jet quenching in Au-Au 200 GeV -RHIC Fattore 4 di soppressione in collisioni Au-Au centrali! Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese

  8. Quenching di D(B) ridotto Rapporto D(B)/pioni aumentato e sensibile alla densita’ del mezzo Q Perdita di energia per gli heavy quark? Effetto “dead cone”? • Heavy quark con energia < 20–30 GeV/cv << c • Radiazione di gluone soppressa ad angoli < mQ/EQ effetto “dead cone” • Implica minore perdita di energia per charm e beauty Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese

  9. Misure di open charm a RHIC • Esperimenti di RHIC non hanno rivelatori dedicati alla ricostruzione dei vertici secondari • In pp e d-Au (bassa molteplicita’): open charm nei canali esclusivi via massa invariante • In Au-Au (elevato fondo: dNch/dy ~ 750!): open charm nei canali semi-elettronici: • identificazione elettroni (EM cal.) • sottrazione contributi fondi: conversioni, decadimenti mesoni leggeri • distribuzione in pt elettroni da D Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese

  10. Open charm in d-Au D  e+X D esclusivi STAR preliminary PHENIX PRELIMINARY = 1.12 ± 0.20 ± 0.37 mb from D data Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese

  11. Open charm in Au-Au 1/TABEdN/dp3 [mb GeV-2] 1/TABEdN/dp3 [mb GeV-2] 1/TAA 1/TAA 1/TABEdN/dp3 [mb GeV-2] 1/TABEdN/dp3 [mb GeV-2] 1/TABEdN/dp3 [mb GeV-2] 1/TABEdN/dp3 [mb GeV-2] 1/TAA 1/TAA 1/TAA • Errori ancora elevati (run con maggiore statistica appena concluso) • Effetti di quenching non evidenti. Dead cone per il charm? Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese

  12. ALICE a LHC (prossimo talk) • LHC: sezioni d’urto piu’ elevate di un fattore ~10 per il charm e ~100 per il beauty • ALICE: rivelatori ottimizzati per la ricostruzione di D e B in ambiente ad alta molteplicita’ Ricco programma di fisica di c & b in collisioni pp, p-nucleo e nucleo-nucleo Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese

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