'

О теоретической интерпретации данных RHIC.

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

О теоретической интерпретации данных RHIC. А.Б. Кайдалов


Слайд 1

Содержание: Введение. Ядерное экранирование кварков и глюонов. Инклюзивные спектры в ядерных взаимодействиях. Анизотропные потоки. Рождение J/?–мезонов. Заключение.


Слайд 2

Введение. Наличие фазового перехода конфайнмент – деконфайнмент в КХД. Фазовая диаграмма. Столкновения тяжелых ионов при высоких энергиях – способ изучения адронной материи в экстремальных условиях при температуре Т > Tc в фазе деконфайнмента : кварк-глюонной плазмы (КГП).


Слайд 3

Фазовая диаграмма КХД


Слайд 4

Столкновения тяжелых ионов и КГП. В последние годы (в основном благодаря данным RHIC ) представления о КГП изменились. Если раньше КГП рассматривалась как газ кварков и глюонов, то сейчас - как (почти идеальная) жидкость,КГПс (QGPs). Сильное взаимодействие между кварками и глюонами является естественным при Т ~ 200 Мэв ~ ?QCD. Важная роль непертурбативных эффектов


Слайд 5

Столкновения тяжелых ионов и КГП. При исследовании ядро-ядерных взаимодействий возникает ряд важных вопросов: а) Каковы адекватные степени свободы? б) Какова пространственно-временная картина? в) Кварк-глюонная структура сталкивающихся ядер. г) Достигается ли равновесие в процессе? д) Сколько времени существует КГП? е) Характерные сигналы КГП?


Слайд 6

Пространственно-временная картина взаимодействий при высоких энергиях. Большая длина когерентности (время) адронных флуктуаций ?t ~ 2p/(M?-m?) При высоких энергиях адронные (ядерные) флуктуации «приготавливаются» задолго до взаимодействия. Какова структура фоковских состояний адронов (ядер) в СБИ? Важную роль играют медленные партоны с долей импульса x << 1/mN RA.


Слайд 7

Пространственно-временная картина взаимодействий при высоких энергиях. Медленные партоны разных нуклонов ядра (с близкими прицельными параметрами) перекрываются и взаимодействуют. В результате их плотность уменьшается и в пределе сверхвысоких энергий (или при А ??) возникает «насыщение». Расчеты глюонной компоненты ядер в пределе «насыщения» проводились на основе теории возмущений КХД. ”Color glass condensate” (CGC) L.McLerran et al


Слайд 8

«Насыщение» партонов при х? 0 Граница Qs(х) где наступает «насыщение» зависит от А.


Слайд 9

Пространственно-временная картина взаимодействий при высоких энергиях. Пространственно-временная картина hA (AB) –взаимодействий изменяется при энергии Ec когда lcoh ~ ?t ~ RA. Для типичных взаимодействий Ec ~ mN?RA. При E < Ec амплитуда упругого hA – рассеяния возникает за счет последовательных перерассеяний начального адрона на нуклонах ядра (модель Глаубера).


Слайд 10

Пространственно-временная картина взаимодействий при высоких энергиях. При E > Ec составляющие адрона взаимодействуют с нуклонами ядра. Однако амплитуда упругого hA рассеяния может быть вычислена также как в модели Глаубера, но с учётом неупругих промежуточных состояний ( M? << s ) – подход Грибова.


Слайд 11

Пространственно-временная картина взаимодействия ядер.


Слайд 12

Ядерное экранирование кварков и глюонов. Полное сечение взаимодействия виртуального фотона (?*) с ядром в подходе Глаубера-Грибова описывается следующими диаграммами


Слайд 13

Вклад второго перерассеяния где Продольная часть ядерного форм-фактора Учитывает условие когерентности: x<< 1/mN RA


Слайд 14

Многократные перерассеяния. Поправки более высоких порядков – модельно зависимы. Две модели, использовавшиеся в работах A.Capella et al (1997),N.Armesto et al (2003), K.Tywoniuk et al(2006) : a) Модель Швиммера где


Слайд 15

Многократные перерассеяния. b) Модель квази-эйконала Отношение сечений на нуклон для различных ядер В модели Швиммера


Слайд 16

Дифракционное рождение в ?*p-столкновениях. Для вычисления ядерного экранирования в этом подходе необходимо знать соответ- ствующие сечения дифракционной диссоциации на нуклоне. В работе A.Capella et al для описания ядерных структурных функций в области малых х (экранирование кварков) использовалась параметризация данных HERA (с учётом КХД-эволюции).


Слайд 17

Диффракционное рождение в ?*p-столкновениях. В работе N.Armesto et al использовалась унитарная модель ?*p –взаимодействий, справедливая в широкой области Q? . K.Tywoniuk et al вычисляли ядерное экранирование глюонов, используя результаты последнего анализа H1.


Слайд 18

Распределения кварков и глюонов в помероне. Распределения кварков в помероне известны достаточно хорошо. Имеются неопределенности в распределениях глюонов при z>0.5. (Фит A и B H1 ).


Слайд 19

Сравнение с экспериментом (NMC) A.Capella et al


Слайд 20

Сравнение с экспериментом (E665) N.Armesto et al


Слайд 21

Экранирование для глюонов Красные кривые–фит A, синие–фит B


Слайд 22

Инклюзивные спектры и плотности частиц. Для перерассеяний с небольшими массами промежуточных состояний (М ~ mN) в центральной области инклюзивных спектров при s? ? имеет место АГК сокращение диаграмм. где


Слайд 23

Плотности частиц, рождённых в ядро - ядерных столкновениях Для плотности числа частиц имеем (*) где - число NN столкновений (тоже, что и в модели Глаубера). Обычно ядерные эффекты RA1A2 определяются по отношению к формуле (*).


Слайд 24

Вычисление эффектов, связанных с экранированием мягких партонов. В модели Швиммера подавление инклюзивных спектров описывается простой формулой


Слайд 25

Зависимость подавления от энергии и прицельного параметра. N.Armesto et al.


Слайд 26

Экранирование партонов и данные RHIC. Уменьшение плотности частиц по сравнению с моделью Глаубера согласуется с данными RHIC. Зависимость от b (Npart) также согласуется с эксп. данными.


Слайд 27

Ядерные эффекты при больших pT . В простейшей кинематике столкновения партонов Условие x << 1/mN RA накладывает при заданной энергии ограничения на величину mT. На RHIC эффекты экранирования партонов отсутствуют в области больших pT. Подавление рождения адронов и струй с большими pT наблюдается на RHIC. Это один из важнейших результатов.


Слайд 28

Подавление выходов ?°-мезонов при больших pT . Данные - Phenix , Кривые - CFKS


Слайд 29

Теоретические модели для описания ядерных эффектов при больших pT . Взаимодействия в начальном состоянии не могут быть ответственны за эффекты наблюдаемые на RHIC в области больших pT. Подавление возникает за счёт взаимодействия в конечном состоянии. Модели: а) Когерентное излучение глюонов в веществе (аналог ЛПМ- эффекта ) R. Baier et al., B.G.Zakharov, M. Gyulassy et al., C. Salgado et al., I.Lokhtin et al.


Слайд 30

Теоретические модели для описания ядерных эффектов при больших pT . б) Потери энергии в результате взаимодействия со средой ( с окружающими частицами). Учитывается также эффект Кронина (возрастание поперечного импульса за счёт ядерных эффектов). A.Capella et al, A.Drees et al, W.Cassing et al Модель хорошо описывает зависимость от b.


Слайд 31

Рождение частиц в области фрагментации нуклона. В области фрагментации нуклона (y>>1) могут быть выполнены условия когерентности x << 1/mN RA даже при больших рТ. Экспериментальные данные о D-Au (Brhams) указывают на уменьшение R с ростом y. (кривые – Kovchegov et al )


Слайд 32

Рождение частиц в области фрагментации нуклона. Указывают ли эти результаты на проявления CGC или экранирования партонов? В области фрагментации важную роль играет эффект связанный с сохранением импульса ( ограничение на число взаимодействий в ядре при хF ~ 1). Он хорошо известен в hA - взаимодействиях и описывается в существующих моделях.


Слайд 33

Рождение частиц в области фрагментации нуклона. Проверка: Скейлинг по переменной хА – CGC Скейлинг по переменной xF – эффекты связанные сохранением энергии-импульса. Сравнение данных RHIC и SPS указывает на приближённый xF –скейлинг. Эффект экрани- ровки глюонов мал. К.Tywoniuk et al.


Слайд 34

Анизотропные потоки. Анизотропия области перекрытия ядер проявляется в угловых распределениях образующихся частиц. w(?)=v0 + ? 2vn cos(n?) v2 – эллиптический поток. v2(b,pT,y,s) Успешное описание данных RHIC о v2 в гидродинамической (ГМ) модели.


Слайд 35

Эллиптический поток. ГМ описывает зависимость от рТ (до 2 Гэв) и от типа частиц.


Слайд 36

Эллиптический поток. Недостатки ГМ: а) Не описывается поведение при рТ > 2 Гэв. Вязкость?


Слайд 37

Проблемы ГМ. б) Слишком быстрый рост с увеличением b. в) Отсутствие зависимости от y. г) Малые v4. (v4)?/ v2= ?; exp: 1.17±0.01 Малое число перерассеяний и отсутствие локального равновесия. Blaizot et al.


Слайд 38

Модели эллиптического потока Скейлинг для v2/n , pT/n , n – число составляющих кварков.


Слайд 39

Модели эллиптического потока В модели с взаимодействием в конечном состоянии v2 возникает естественным образом. F.Capella, E.G.Ferreiro


Слайд 40

Модели эллиптического потока Модель воспроизводит зависимость v2 от рТ (при всех рТ). Недостаток- слишком слабая зависимость от b.


Слайд 41

Модели эллиптического потока Большинство моделей основано на классическом подходе. Роль квантовых эффектов? Теоретико-полевой подход показывает, что анизотропии возникают и за счёт распределения партонов в начальной волновой функции нуклона (ядра) К.Г.Боресков,А.Б.К.,О.В.Канчели Вклад в v2 дает взаимодействие не только в конечном, но и начальном состоянии!


Слайд 42

Модели эллиптического потока Эффект определяется градиентами плотности ядерной волновой функции


Слайд 43

Рождение J/?–мезонов. Подавление выходов тяжелых кваркониев – важная характеристика системы, рождённой в столкновениях тяжелых ионов. Для выяснения природы эффекта надо понимать динамику рождения кваркониев в NA –взаимодействиях. Интересный результат RHIC : при рождении J/psi в D-Au столкновениях с xF~0 подавление J/psi существенно уменьшилось по сравнению с более низкими энергиями. ? ~ 1 mb (? ~ 5 mb при vs ~ 20 Гэв )


Слайд 44

Изменение картины взаимодействия при рождении J/?–мезонов на RHIC. При образования J/psi с xF=0 в NA столкновениях критическая энергия Ec находится в области энергий RHIC. Формулы простейшей модели Глаубера не применимы, АГК сокращения имеют место и главный вклад в инклюзивные спектры при xF~0 дают диаграммы с взаимодействием померонов, отвечающие ядерному экранированию глюонов.


Слайд 45

Рождение J/?–мезонов. Распределения глюонов в ядрах, обсуждавшиеся выше позволяют описать данные D-Au на RHIC. K.Tywoniuk et al.


Слайд 46

Ядерные эффекты для J/? в NA. Параметризация инклюзивных сечений Учёт изменения пространственно-временной картины позволяет описать данные о рождении J/? в NA –взаимодействиях при всех энергиях и получить предсказания для LHC (переход от xF к хА –скейлингу).


Слайд 47

Ядерные эффекты для J/? в NA. K.Tywoniuk et al.


Слайд 48

Рождение J/?–мезонов в ядро-ядерных взаимодействиях. Данные RHIC о рождение J/?–мезонов в столкновениях существенны для понимания процесса (представляют трудность для большинства теоретических моделей).


Слайд 49

QGP threshold melting scenario is ruled out by PHENIX data! J/Y and Y? suppression in Au+Au at RHIC: QGP threshold scenario Satz’s model: complete dissociation of initial J/Y and Y? due to the huge local energy densities ! Charmonia recombination is important! Energy density cut ecut=1 GeV/fm3 reduces the meson comover absorption, however, D+Dbar annihilation can not generate enough charmonia, especially for peripheral collisions! Energy density e (x=0,y=0,z;t) Threshold energy densities: J/Y melting: e(J/Y )=16 GeV/fm3 cc melting: e(cc ) =2 GeV/fm3 Y ‚ melting: e(Y ‚) =2 GeV/fm3


Слайд 50

Модель с взаимодействием в конечном состоянии для рождения J/?–мезонов в ядро-ядерных взаимодействиях. «Аномальное» подавление J/?–мезонов в ядро-ядерных взаимодействиях на SPS хорошо Описывается в модели с взаимодействием в конечном состоянии. A.Capella et al Для RHIC необходимо учесть изменение в поглощении J/? на нуклонах (см. выше) и наличие рекомбинации –мезонов в J/?.


Слайд 51

Модель с взаимодействием в конечном состоянии для рождения J/?–мезонов в ядро - ядерных взаимодействиях. При учёте рекомбинации Величина С быстро растёт с увеличением энергии и при энергии vs = 200 Гэв С~1. С учётом рекомбинации модель описывает данные о подавлении J/?–мезонов в ядерных взаимодействиях .


Слайд 52

Модель с взаимодействием в конечном состоянии для рождения J/?–мезонов в ядро - ядерных взаимодействиях. Cu+Cu-взаимодействия


Слайд 53

Заключение. Изучение ядро - ядерных взаимодействий при высоких энергиях даёт важную информацию о свойствах КХД и пространственно-временной структуре ядерных процессов. Структурные функции ядер и распределения кварков и глюонов в ядрах при х? 0 могут быть вычислены, используя формализм Грибова.


Слайд 54

Заключение. Взаимодействия партонов с малыми х играют важную роль в процессах взаимодействия тяжелых ионов на RHIC и будут ещё более существенны на LHC . Однако ”насыщение” партонных распределений на RHIC не достигнуто. В процессах рождения частиц и струй с большими рТ в центральной области быстрот главную роль играет взаимодействие в конечном состоянии.


Слайд 55

Заключение. При рождении частиц в области фрагментации необходимо учитывать эффекты, связанные с сохранением импульса. Величины анизотропных потоков позволяют получить важную информацию о динамике процессов. В процессах рождения тяжелых кваркониев происходит смена динамич. режима при энергиях RHIC.


×

HTML:





Ссылка: