Измерение свойств легких адронов во взаимодействиях тяжелых ионов в эксперименте ФЕНИКС Котов Д.О. (ПИЯФ) Коллаборация. - презентация

1 Измерение свойств легких адронов во взаимодействиях тяжелых ионов в эксперименте ФЕНИКС Котов Д.О. (ПИЯФ) Коллаборация

2 Котов Д.О., ПИЯФ 2 Эксперимент PHENIX Основные подсистемы и их характеристики: Дрейфовые и падовые камеры: dp T /p T ~ 1.0%·p T + 0.7% Подтверждение треков в третьем слое падовых камер (PC3): 2-4 мм Времяпролётная система: TOF: dτ ~ 100 ns EMC: dτ ~ ns Электромагнитный калориметр EMC dE/E ~ 8.1%/E + 3.0% γ-триггер: 0.4 ГэВ..2.5 ГэВ Подавление e/π (+RICH) ~ Аксептанс PHENIX: < η < 0.35, φ – 2 x 90 o Система сбора данных: 1.Высокое быстродействие ( > 5 кГц) 2.Буферизация событий (95% live) 3.Триггеры LVL1 (ERT) и LVL2 (отбор редких событий) 4.OnCal калибровки

3 Котов Д.О., ПИЯФ 3 Мотивация Лёгкие адроны обильно рождаются как в p+p, d+A, так и в А+А столкновениях их свойства можно эффективно измерять даже в условиях большой множественности частиц Лёгкие адроны обильно рождаются как в p+p, d+A, так и в А+А столкновениях их свойства можно эффективно измерять даже в условиях большой множественности частиц Адроны несут информацию как о механизмах рождающихся частиц так и свойствах ядерной материи в условиях высоких плотностей и температур Адроны несут информацию как о механизмах рождающихся частиц так и свойствах ядерной материи в условиях высоких плотностей и температур: эффекты холодной ядерной материи в d+A взаимодействиях (в т.ч. эффект Кронина) эффекты холодной ядерной материи в d+A взаимодействиях (в т.ч. эффект Кронина) охлаждение (гашение) струй в A+A взаимодействиях охлаждение (гашение) струй в A+A взаимодействиях эллиптические потоки эллиптические потоки

4 Котов Д.О., ПИЯФ 4 Лёгкие адроны: каналы, сталкивающиеся системы Лёгкие адроны на PHENIX: π 0, π ±, K 0 s, K, η,, ω,, p ± ±, K ±, p ± 0 BR* = 98.80±0.03 K S 0 0 BR = % BR = % η BR = % + - BR = % 0 BR = % BR = % e + e - BR = ( ) K + K - BR = % e + e - BR = ( ) *BR – вероятность распада по данному каналу p+pd+AuCu+CuAu+Au 22.4 ГэВ 62.4 ГэВ 130 ГэВ 200 ГэВ Сталкивающиеся системы

5 Котов Д.О., ПИЯФ 5 Факторы ядерной модификации Коллективные эффекты изучаются с помощью фактора ядерной модификации: Коллективные эффекты изучаются с помощью фактора ядерной модификации: В отсутствие коллективных эффектов сечение рождения адронов в А+А есть величина, пропорциональная произведению сечения в p+p столкновениях и среднего числа парных неупругих нуклон-нуклонных столкновений ( ) В отсутствие коллективных эффектов сечение рождения адронов в А+А есть величина, пропорциональная произведению сечения в p+p столкновениях и среднего числа парных неупругих нуклон-нуклонных столкновений ( ) В отсутствие коллективных эффектов А+А взаимодействия являются суперпозицией нуклон-нуклонных столкновений и R AB равен единице. В отсутствие коллективных эффектов А+А взаимодействия являются суперпозицией нуклон-нуклонных столкновений и R AB равен единице. Система 200 ГэВ d+Au, 0-20% Au+Au, 0-10% ПериферийныеЦентральные 100% Центральность 0%

6 Котов Д.О., ПИЯФ 6 d+Au взаимодействия при 200 ГэВ Позволяет изучать эффекты начального состояния Позволяет изучать эффекты начального состояния Факторы R dA измерены для многих адронов: Факторы R dA измерены для многих адронов: 1.отсутствует подавление выходов частиц в области высоких p T 2.для p наблюдается ярко выраженный эффект Кронина 3.в 0-20% φ – эффект Кронина? 4.для остальных адронов R dA ~1 в области p T >> 1 Различие в степени подавления выходов барионов (протонов) и мезонов определяется не массой частиц, а их кварковым составом Различие в степени подавления выходов барионов (протонов) и мезонов определяется не массой частиц, а их кварковым составом Эффект Кронина – многократное рассеяние партонов? Эффект Кронина – многократное рассеяние партонов?

7 Котов Д.О., ПИЯФ 7 Au+Au взаимодействия при 200 ГэВ 0-10% Добавляются эффекты конечного состояния: энергетические потери партонов в плотной цветовой среде, неупругое перерассеяние адронов после фрагментации Добавляются эффекты конечного состояния: энергетические потери партонов в плотной цветовой среде, неупругое перерассеяние адронов после фрагментации Выход γ не подавлен, а 0 и -мезонов подавлен в 5 раз при 4 < p T < 20 ГэВ/с Выход γ не подавлен, а 0 и -мезонов подавлен в 5 раз при 4 < p T < 20 ГэВ/с Подавление адронов не может быть объяснено эффектами начального состояния, а также перерассеянием в конечных стадиях взаимодействия Подавление адронов не может быть объяснено эффектами начального состояния, а также перерассеянием в конечных стадиях взаимодействия Сравнение R AA для 0 в центральных Au+Au взаимодействях с модельными предсказаниями (PQM, GLV и др.) позволяет оценить такие параметры среды как начальная глюонная плотность (dN g /dy), транспортный коэффициент ( ) и др. Сравнение R AA для 0 в центральных Au+Au взаимодействях с модельными предсказаниями (PQM, GLV и др.) позволяет оценить такие параметры среды как начальная глюонная плотность (dN g /dy), транспортный коэффициент ( ) и др. PQM - Parton Quenching Model

8 Котов Д.О., ПИЯФ 8 Au+Au и Cu+Cu взаимодействия при 200 ГэВ Au+Au Cu+Cu Au+Au: Au+Au: p T > 5 ГэВ/с, выходы адронов подавлены в 5 раз (R AA ~ 0.2). p T > 5 ГэВ/с, выходы адронов подавлены в 5 раз (R AA ~ 0.2). 1 < p T < 4 ГэВ/c, подавление для лёгких (π 0 ) и тяжелых (φ) мезонов различно R AA зависит от массы и кваркового состава адронов (рекомбинация, рад. поток ??) 1 < p T < 4 ГэВ/c, подавление для лёгких (π 0 ) и тяжелых (φ) мезонов различно R AA зависит от массы и кваркового состава адронов (рекомбинация, рад. поток ??) p T < 4 ГэВ/с, избыточный выход барионов (p) p T < 4 ГэВ/с, избыточный выход барионов (p) Cu+Cu: Cu+Cu: реализуется похожая ситуация, но с другими абсолютными значениями реализуется похожая ситуация, но с другими абсолютными значениями

9 Котов Д.О., ПИЯФ 9 Au+Au и Cu+Cu взаимодействия при 62.4 ГэВ При энергии 62.4 ГэВ степень подавления выходов адронов меньше, чем в случае 200 ГэВ R dA определяется не только энергетическими потерями партонов, но и зависит от формы спектра! При энергии 62.4 ГэВ степень подавления выходов адронов меньше, чем в случае 200 ГэВ R dA определяется не только энергетическими потерями партонов, но и зависит от формы спектра! В области 1 < p T < 4 ГэВ/c относительное поведение факторов ядерной модификации аналогично 200 ГэВ В области 1 < p T < 4 ГэВ/c относительное поведение факторов ядерной модификации аналогично 200 ГэВ Область p T > 5 ГэВ/c при 62.4 ГэВ пока не доступна для всех адронов - недостаточно данных Область p T > 5 ГэВ/c при 62.4 ГэВ пока не доступна для всех адронов - недостаточно данных

10 Котов Д.О., ПИЯФ 10 Cu+Cu: cканирование по энергиям 22.4, 62.4, 200 ГэВ. Превалирование подавления перед эффектом Кронина наступает в области энергий между 22.4 ГэВ и 62.4 ГэВ Превалирование подавления перед эффектом Кронина наступает в области энергий между 22.4 ГэВ и 62.4 ГэВ Теоретические расчёты, основанные на энергетических потерях партонов, описывают поведение факторов ядерной модификации в области p T > 3 ГэВ/с Теоретические расчёты, основанные на энергетических потерях партонов, описывают поведение факторов ядерной модификации в области p T > 3 ГэВ/с

11 Котов Д.О., ПИЯФ 11 Заключение Представлены спектры рождения лёгких адронов (π, η, ω, η, φ, p, K и др.), различные сталкивающиеся системы и энергии: Представлены спектры рождения лёгких адронов (π, η, ω, η, φ, p, K и др.), различные сталкивающиеся системы и энергии: d+Au: d+Au: 1.Изучение эффектов холодной ядерной материи 2.Отсутствие плотной цветовой среды Au+Au: Au+Au: 1.Выходы лёгких адронов одинаково подавлены при высоких p T, R AA ~ В области промежуточных p T степень подавления зависит от кваркового состава адронов Подавление выходов адронов при высоких p T описывается в терминах энергетических потерь партонов Подавление выходов адронов при высоких p T описывается в терминах энергетических потерь партонов В области промежуточных p T необходимо вводить дополнительные механизмы рождения частиц для объяснения зависимости R AA от массы и кваркового состава адронов В области промежуточных p T необходимо вводить дополнительные механизмы рождения частиц для объяснения зависимости R AA от массы и кваркового состава адронов

12 Котов Д.О., ПИЯФ 12 backups

13 Котов Д.О., ПИЯФ 13 Элементарные протон-протонные взаимодействия Измерены сечения рождения большинства лёгких адронов: высокая точность, широкий диапазон, согласие для различных каналов распада Измерены сечения рождения большинства лёгких адронов: высокая точность, широкий диапазон, согласие для различных каналов распада Механизмы рождения частиц в области p T >> 2 ГэВ/c описываются расчетами в рамках пКХД базис для сравнения с более тяжелыми сталкивающимися системами Механизмы рождения частиц в области p T >> 2 ГэВ/c описываются расчетами в рамках пКХД базис для сравнения с более тяжелыми сталкивающимися системами