'

Ядро-ядерные столкновения: от релятивистского ядерного коллайдера к Большому адронному коллайдеру – первые впечатления

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Ядро-ядерные столкновения: от релятивистского ядерного коллайдера к Большому адронному коллайдеру – первые впечатления В. Пантуев, ИЯИ


Слайд 1

2 Квантовая хромодинамика: Адроны являются составными объектами из кварков и глюонов КХД потенциал растет с расстоянием - конфайнмент Мотивация столкновений релятивистских ядер


Слайд 2

3 Что произойдет если КХД вещество нагреть/сжать? V(r)/?? КХД расчеты на решетке


Слайд 3

4 ( барионная плотность) Ускорение релятивистских ядер - оптимальный подход для исследования КХД вещества при экстремальной температуре и плотности в лабораторных условиях


Слайд 4

5 В случае достижения ассимптотической свободы в КХД плотность энергии на n степеней свободы в пределе по Стефану-Больцману: При фазовом переходе возникают глюонные и кварковые степени свободы - спин и цвет - спин, цвет и аромат Для двух ароматов кварков up и down, скобки = 37. Для трех ароматов- =47,5 КХД вычисления на решетке подтверждают оценки и дают Т перехода около 170 МэВ и плотность ~ 1 ГэВ/фм3


Слайд 5

6 Time Evolution


Слайд 6

7 Два ускорительных комплекса: RHIC – Relativistic Heavy Ion Collider, Au+Au, vsNN=0.2 TeV LHC – Large Hadron Collider, Pb+Pb, 2.76 TeV (2010)


Слайд 7

8 LHC Heavy Ion Energy Frontier ATLAS CMS ALICE Enormous excitement building, first heavy ions in 2010. New discoveries? How does the system evolve at higher energy? Energy Loss/Jets Entropy Production Flow


Слайд 8

9 ALICE: Множественность частиц: С увеличением энергии растет быстрее, чем для рр Большинство предсказаний ниже на 20%, однако это связано с увеличенной экспериментальной множественностью в рр


Слайд 9

10 ALICE: Измерение размеров системы методом интеферометрии тождественных частиц. Все размеры увеличились, особенно Rlong


Слайд 10

11 ALICE: Объём системы до момента адронизации возрос в 2 раза по сравнению с RHIC, что примерно и ожидалось при увеличении энергии


Слайд 11

12 ALICE: Время жизни системы до момента адронизации возросло так же в 2 раза по сравнению с RHIC, что примерно и ожидалось при увеличении энергии


Слайд 12

13 Обычные методы выделения струй не работают в A-A столкновениях на RHIC– слишком большая множественность частиц и очень малая возможная энергия струи На LHC струи удалось выделить Метод jet tomography кварковой материи Было предположено (1992), что в цветной “кварк-глюонной” среде цветные заряды должны терять существенную энергию за счет излучения глюонов, что проявится как: Ослабление или поглощение струй, “квенчинг” Подавление адронов при больших pT Модификация корреляции частиц Подавление струи отдачи Baier, Dokshitzer, Mueller, Schiff Gyulassy, Levai, Vitev, Wang


Слайд 13

14 Если поглощения нет Ядерный модификационный фактор – оценка выхода жёстких частиц по сравнению с ожидаемым выходом, основываясь на данных из рр с учетом скейлинга по числу нуклонных столкновений


Слайд 14

15 Результаты ALICE указывают на усиление поглощения почти в два раза – плотность образующейся среды больше, чем на RHIC P.S. Данные ALICE получены для инклюзивных адронов, то есть для мезонов и барионов. На RHIC наблюдается необъяснимая аномалия в выходах барионов На RHIC это было одно из первых и самых значимых наблюдений – подавление струй / jet quenching /


Слайд 15

16 Двуструйные события Струя – триггер, Т1 Задняя струя отдачи,Т2 Параметр асимметрии по энергии:


Слайд 16

17 Данные ATLAS и CMS периферийные центральные Результаты подтверждают эффект RHIC: искажение струи отдачи, проходящей через образующуюся среду


Слайд 17

18 Коллективные потоки. Партонная жидкость? Радиальный Эллиптический (азимутальная ассиметрия) Ударные волны? Гребень (ridge) ?


Слайд 18

19 Пространственная анизотропия для полуцентральных столкновений приводит в анизотропии в импульсном распределении за счет разных градиентов давления Распределение по углам разлагается в ряд Фурье. Доминирующей является эллиптическая компонента, V2


Слайд 19

20 Обнаружение эллиптического потока явилось одним из основных и неожиданных открытий RHIC. Система проявляет свойства жидкости, а не газа слабо связанных партонов, причем поперечная вязкость жидкости, ?, близка к пределу вязкости (почти идеальная жидкость) Предел ?/s = 1/(4p) Поперечная вязкость/ энтропия


Слайд 20

21 Результаты ALICE очень близки к данным на RHIC На LHC среда остается в виде жидкости с вязкостью почти идеальной жидкости (в некоторых моделях ожидалось, что среда будет более горячей и в виде газа)


Слайд 21

22 Подавление чармония, J/? – мезона, связанного состояния очарованных кварка и анти кварка Считалось, что подавление этих частиц – в цветной среде за счет экранировки взаимодействия между составляющими кварками, будет являться «явным и безусловным» критерием образования кварк-глюонной плазмы. Однако, все оказалось не так просто....


Слайд 22

23 С увеличением температуры все больше состояний чармония будет «плавиться»: Тс – температура перехода в плазму


Слайд 23

24 J/y подавление на RHIC такое же, как на CERN-SPS (0.017 ТэВ) Opposite to many expectations (e.g. expected hotter medium ? more suppression) Hard work ahead to check cold nuclear matter effects and check suppression versus pT


Слайд 24

25 Результаты ATLAS покали, что подавление практически такое же как на RHIC и SPS ! ! Скорее, большая «головная боль», чем явный критерий... Этот результат безусловно «отсекает» многие модели....


Слайд 25

26 Действительно новое явление (если окончательно подтвердится) было обнаружено на LHC в р+р столкновениях, а не в Pb+Pb, CMS коллаборацией: в событиях с большой множественностью наблюдается структура в распределении частиц по азимутальному углу f и быстроте частиц ? в виде некоего «горного гребня» - ridge. Аналогичная стпуктура наблюдается на RHIC, но только в ядро-ядерных столкновениях


Слайд 26

27 p+p, peripheral Au+Au central Au+Au Typical: - Near-side Jet - Away-side Jet – “Head” New: - Near-side Modification – “Ridge” - Away-side Modification – “Shoulder” Near-side Ridge theories: Boosted Excess, Backsplash, Local Heating,… Away-side Shoulder theories: Mach, Jet Survival + Recom, Scattering,… RHIC


Слайд 27

28 CMS наблюдает нечто похожее в рр ridge


Слайд 28

29 Высота Ridge растет с множественностью, однако только для рТ < 3 ГэВ/с «Выплёскивание» частиц из образовавшегося фаербола?


Слайд 29

30 Выводы Первые результаты ядерных столкновений на LHC подтвердили: Модели настроенные по рр столкновениям успешно описывают множественность частиц. Наблюдение большого эллиптического потока, сравнимого с аналогичной величиной на RHIC указывают на то, что - образующаяся среда по-прежнему проявляет свойства жидкости, - вязкость на RHIC и LHC примерно одинакова. Наблюдается более сильное подавление выхода энергичных адронов: Среда более плотная. Эффект искажения струи отдачи примерно такой же как на RHIC. Дополнительное подтвержде образования плотного ядерного вещества. Размер системы и время её жизни примерно в 2 раза больше. J/{\Psi} подавление как на RHIC и SPS совершенно «спутало все карты» LHC открывает новые возможности для исследования свойств кварк-глюонной среды обнаруженной на RHIC.


Слайд 30

31 На LHC открываются новые возможности: Четкое выделение струй большой энергии пособытийная обработка событий с большой множественностью прямое измерение D- мезонов (с очарованным кварком, 1.5 ГэВ) прямое измерение В- мезона (с bottom кварком, 5 ГэВ) измерение прямых фотонов измерение тепловых фотонов – «термометр» среды широкие возможности корреляций нескольких частиц продвинуться по полному спектру «очарованных состояний» ? Z и W бозоны? возможно наконец удастся приблизиться к проблеме конфаймента/удержания КХД цвета....


Слайд 31

32 RHIC Perfect Fluid LHC Perfect Fluid? Ideal Gas Z. Fodor – Lattice 2007 50 nanoseconds T = 10 x Tc Early Universe


Слайд 32

33 Backup


Слайд 33

Transforming Atlas/CMS parameter “Aj” to RHIC “style”: GeV and Iaa Aj http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1011/1011.6182v2.pdf E_T2 E_T1>100 GeV I use <E_T1>=150 GeV pp PbPb PS. Errors ~10% are not shown


×

HTML:





Ссылка: