1 / 45

Fazy QCD: poszukiwania nowych form materii jądrowej

Fazy QCD: poszukiwania nowych form materii jądrowej. Quark Gluon Plasma (równanie stanu). Gas bezmasowych cząstek w temperaturze T : Równanie Stanu Stefana-Boltzmana (P –ciśnienie,  - gęstość energii) :. P SB = 1/3  SB =. g - ilość stopni swobody cząstek w T.

tanner-mclean
Télécharger la présentation

Fazy QCD: poszukiwania nowych form materii jądrowej

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. Fazy QCD: poszukiwania nowych form materii jądrowej

  2. Quark Gluon Plasma(równanie stanu) • Gas bezmasowych cząstek w temperaturze T : Równanie Stanu Stefana-Boltzmana (P –ciśnienie,  - gęstość energii): PSB = 1/3 SB = g - ilość stopni swobody cząstek w T 7/8 – redukcja przestrzeni fazowej fermionów względem bozonów ~(13 T4) (u,d,s) dla porównania gaz pionów  = 2/30 *3*T4 ~T4 QGP ma znacznie większą gęstość energii

  3. Quark Gluon Plasma(przewidywania) 1/GeV=0.197fm GeV4 13*(0.17)4 / (0.197)3 = ~1GeV/fm3 „melting” potentials (lattice QCD) ~1GeV/fm3 to też energia „zamrożona” hadronie-> n.p nukleonie i potrzebna do zerwania wiązań kolorowych przejście fazowe pomiędzy gazem hadronowym a QGP "lattice QCD„ Tc ~170 MeV

  4. Gęstość energii w zderzeniu • Szacunkowe liczby: formuła Bjoerken’a • Czast0: • tform=ħ/<mT>(tform) • ≤ħ/<mT>final = 0.35 fm/c • ttherm≤ 1 fm/c !!!! • Konserwatywne oszacowanie gęstościenergiiw punkcie zderzenia i thermalizacji • e(form) > 15 GeV/fm3 • e(therm) > 5.4 GeV/fm3 • dla Au+Au przy 200 GeV mierzone Te wartośći energii> 1 GeV/fm3otrzymanej z obliczeń na siatkach QCD jako energii potrzebnejna przejscie fazowe do plazmy QGP !!

  5. QuarkGluonPlasma, obserwable ? • pierwsze sugestie : • wzrost krotności produkcji dziwności w stosunku do pp • redukcja produkcji J/ w A+A 1 10 100 s

  6. Produkcja dziwności na SPS • Zwiększenie dziwności w stosunku do zderzeń pp • Porawny opis przez rozkład makro-kannoniczny- jaki jest mechanizm termalizacji (QGP?)

  7. RHIC • produkcja pęków („jet”) • pomiary pływu materii jądrowej („flow”)

  8. STAR RHIC’s Experiments • 3.83 km obwód • 2 niezależneringi • Zderzenia • AuAu, pp, dAu, CuCu • Center-of-Mass Energy: • 500 GeV dla p-p; 200 GeV/nucleon dl Au-Au • Luminosity Au-Au: 2 x 1026 cm-2 s-1; p-p : 2 x 1032 cm-2 s-1

  9. Program BES na RHIC

  10. semi central collisions Pływ (flow) materii jądrowej top view reaction plane K+ p 2 duże („elliptic” flow 1 duże directed)

  11. „Directed” & „Eliptic” flow z – oś wiązki direct flow Eliptic Flow

  12. Przykład : pływ protonów z reakcji A+A P. Danielewicz, R. Lacey, W.G. Lynch, Science 298 (2002) 1592 dN/dF (1 + 2v1cosF + 2v2 cos2F) energia w układzie NN

  13. Anizotropia emissji cząstek „eliptic” flow • skalowanie przez liczbę partonów (nq) (nie masę cząstek!) daje spójny obraz ?! rekombinacja partonów? • bardzo duże 2 – materia jest „nieprzejrzysta”- przypomina ciecz a nie gaz! • hierarchia mass: lekkie cząstki „płyną szybciej niż „ciężkie” • pływ buduje się we wczesnej fazie na skutek oddziaływań między partonowych - partony są jego „swiadkami”

  14. Skalowanie NCQ: bariony vs mezony mezon kierunek obserwacji barion bariony mezony mezon (2 kwarki) ma średnio mniejszy wypadkowy pęd niż barion (3 kwarki) w danym kierunku skalowanie z liczbą kwarków ! pęd/ ilość kwarków w cząstce

  15. Znikanie „rozszczepienia 2 mezon-baryon” w funkcji energii wiązki” eksperyment STAR

  16. Jet w reakcji e+e- STAR Au+Au (jet?) event "Jety" Jety w zderzeniu ciezkich jonow Au+Au?

  17. Produkcja jetów w e+e- R=(e+e-hadrons)/ (e+e-+-) s ≥ sthres~(1.5GeV)2: pQCD continuum s < sthresh : Av(s) funkcje spektralne mezonów wektorowych R = u = 2/3e d= -1/3e s= -1/3e c = 2/3e b = -1/3e t = 2/3 e

  18. Produkcja jetów w e-p Jet: pęk hadronów produkowany w wysokoenergetycznych zderzeniach proton-proton lub e+e- zderzeniach. Hadrony pochodzą z fragmentacji kwarków lub gluonów z dużym pędem transwersalnym e- p hadron Dhq (x) fq (x) fq (x) funkcje struktury protonu – prawd. rozkładu kwarku q w funkcji części pędu x protonu Dhq (x) - funkcje fragmentacji kwarku q w hadron h (np. pion)

  19. Jets Ogólnie produkcja partonów: f (x,Q), funkcje rozkładu partonów w cząstce (1,2) w funkcji x(część pędu unoszona przez parton) i Q (przekazu czteropędu),  przekroje czynne na wyprodukowanie partonu k Fragmentacj-f. fragmentacji partonów; rozpad na 3 jety w CDF Dokshitzer Gribov-Lipatov- Altarelli-Parisi równania - (DGLAP)

  20. AA AA • Nie ma “efektu” gdy: • RAA < 1 dla małychpT (oddziaływanie początkowe z pociskiem i traczą) • RAA = 1 dl dużych-pT, gdziedominuje • "twarde" zderzenia • Efekt redukcji gdy: • RAA < 1dla dużych –pT ! AA Czynnik RAA 1. Porównanieprzekrojów czynnych Au+Au doN-N 2. Porównanie Au+Au centralne/perryferyjne Nuclear Modification Factor: nucleon-nucleon cross section <Nbinary>/sinelp+p

  21. Redukcja jetów w QGP Strata energii partonu poruszającego się w materii wypełnionej ładunkami kolorowymi obserwacja: tłumienie pojedynczych cząstek (hadronów) lub całych pęków (jetów)

  22. Au-Au s = 200 GeV: redukcja dla >pT ! PRL91, 072301(2003)

  23. Czynnik RAAdla mezonów Tłuminie produkcji mezonów o dużym pT w centralnych reakcjach A+A :

  24. Proton/deuteron nucleus collision Nucleus- nucleus collision "Redukcja jetów" Medium? No Medium! • Zderzeniamałegoz dużym jądrem są czułe naefektu "zimnego jądra" • Porównanie d+A i AA daje informacjeefektach stanu końcowego i początkowego

  25. „opposite-side” jets Peripheral Au + Au STAR PRL 90, 082302 (2003) • obserwacja skorelowej emisji hadronów w zderzeniach Au+Au-> Jety ! near side Central Au + Au away side peripheral central d + Au control

  26. Znikanie ewidencji "jetów" w RHIC(brak korelacji) • Wzderzeniach Au+Au, pęki ("jety") są silnie tłumione • nieobserwowane w zderzeniach d+Au ! • Supresja jest efektem stanu końcowego • Dyspacja energii partonów w czasie propagacji w "kolorowym" medium

  27. LHC: 2010-2018 podana zcałkowana świetlność L INt (zależna od intensywności wiązki i czasu eksperymentu) Przy jej pomocy można obliczyć ilość zliczeń z procesu o znanym przekroju czynnym  N = LINT 

  28. ALICE

  29. Detektor CMS ECAL pseduorapidity   -ln (tan (/2)) HCAL – kalorymetr hadronowy ECAL – kalorymetr elektromagnetyczny Tracker (inner detector)- detektor śladowy

  30. Rekonstrukcja cząstek w CMS fotony Miony

  31. CMS di-muons

  32. ATLAS

  33. Akceptancja geometryczna

  34. Produkcja cząstek na LHC

  35. Wielkość i czas życia źródła emisji cząstek

  36. Łamanie skalowania nq dla v2 inaczej niż dla RHIC!!

  37. Jets/Hard probes nuclear matter

  38. Brak atenuacji „bezbarwnych” cząstek CMS

  39. Atenuacja produkcji naładowanych hadronów

  40. Zależność straty energii jetów od masy kwarków Po raz pierwszy możliwość separacji jetów zawierających ciężkie kwarki b: b-tagging

  41. Jets • sygnał di-mionowy w połączeniu z kalorymetrem • duża asymetria w energii jetów- • różne drogi w materii jądrowej • jet z mniejszą energią stowarzyszony z emisją cząstek poza głównym stożkiem

  42. Tłumienie jetów

  43. „Termometr” z kwarkonium • Stany radiacyjne  (bb) (1S) 9460 MeV (2S) 10023 MeV (2S) 10352 MeV bardzo małe szerokości rozpadu! ~20-50 keV !

  44. Sekwencyjna supresja stanów  CMS Znikanie wyższych wzbudzeń radiacyjnych 

  45. Hierarchia znikania stanów  Korelacja pomiędzy stopniem atenuacji stanów  a ich energią wiązania

More Related