Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 Pomiary polaryzacji gluonów w eksperymencie Adam Mielech 1 listopada 2013.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 Pomiary polaryzacji gluonów w eksperymencie Adam Mielech 1 listopada 2013."— Zapis prezentacji:

1 1 Pomiary polaryzacji gluonów w eksperymencie Adam Mielech 1 listopada 2013

2 2 Plan 1.Spinowa struktura nukleonu. 2.Wyznaczenie i pomiary polaryzacji gluonów G/G. 3. Podsumowanie.

3 3 Rozpraszanie (inkluzywne) DIS e, (k,s) e, (k) P (P,S) Q, Q =-q 2 =-(k-k) 2 =E-E x=Q 2 /2M lab y /E QED g 1 (x,Q 2 ), g 2 (x,Q 2 ) g 1 (x,Q 2 ), g 2 (x,Q 2 ) funkcje struktury zależne od spinu

4 4 Asymetrie przekrojów czynnych współczynnik depolaryzacji czynnik kinematyczny P P q q q q 1 -1/2 1/2

5 5 Dane światowe g 1 i F 2 g1pg1p F2p=F2p=

6 6 Pierwszy moment g 1 przy założeniu symetrii izospinowej podlega regule sum Bjorkena: Polaryzacja kwarków w modelu partonowym P q P q stałe sprzężeń wyznaczane w rozpadzie neutronu która jest zgodna z doświadczeniem na poziomie 10% współczynnik funkcyjny w MP równy 1

7 7 Polaryzacja kwarków w modelu partonowym przy założeniu symetrii zapachowej SU(3): Pierwszy moment g 1 wyraża się przez elementy macierzowe ładunku aksjalnego (sprzężenia aksjalne): wypadkowy wkład kwarków do spinu protonu można wyznaczyć = (1989 EMC) Prosty model kwarkowy nie tłumaczy spinu nukleonu.

8 8 QCD W ogólnej postaci, funkcja g 1 ma postać: Nie można jednoznacznie rozdzielić wkładów kwarkowych od gluonowych. Rozkłady zależą od schematu renormalizacji: gdzie: -współczynniki funkcyjne

9 9 x rozkłady kwarków dobrze określone, G(x) nie: kształt i wartość całki obarczone dużą niepewnością - Blümlein-Böttcher przy Q 0 2 = 2 GeV 2 : Hirai, Kumano, Saito przy Q 0 2 = 1 GeV 2 : Wyznaczanie polaryzacji gluonów z ewolucji QCD Q 0 2 =4 (GeV/c) 2 Fit do danych światowych z uwzględnieniem danych COMPASS-a 2002 i 2003 Z równań DGLAP:

10 10 (Inkluzywne) dane światowe + COMPASS g 1 d

11 11 Pomiary bezpośrednie G/G

12 12 Rozpraszanie lepton-nukleon, selekcja procesów fuzji fotonowo-gluonowej (PGF) (SMC, HERMES, COMPASS) Bezpośrednie pomiary polaryzacji gluonów P P q q g g P P q q g P P g g g g Rozpraszanie proton-proton: Proces bezpośredniej emisji fotonu, Procesy dwudżetowe (ekperymenty przy RHIC) ll

13 13 N Localisation SPS LHC świetlność: ~ cm -2 s -1 intensywność wiązki: µ+/spill (4.8s/16.2s) polaryzacja wiązki: -76% pęd wiązki: 160 GeV/c ~200 fizyków z 12 krajów spolaryzowana wiązka mionów spolaryzowana tarcza deuteronowa pomiar pędu i energii torów identyfikacja cząstek

14 14 Układ eksperymentalny płaszczyzn detektorów pozycyjnych RICH Magnesy spektrometrów Kalorymetry hadronowe μ ID Tarcza

15 15 Płaszczyzny

16 16 Polaryzacja: 50% Rozcieńczenie: 40% Dwie 60 cm połówki tarczy o przeciwnych polaryzacjach Superconducting Solenoid (2.5 T ) 3 He – 4 He dilution refrigerator (T~50mK) Dipol (0.5 T) Tarcza 6 LiD μ Zrekonstruowane wierzchołki oddziaływania

17 17 Pomiary bezpośrednie G/G Selekcja PGF, duże p T –stosunkowo łatwa selekcja sygnału, istotna zależność od Monte Carlo Selekcja PGF, ciężkie kwarki –czysty, ale trudniejszy doświadczalnie ll Wykorzystano dane COMPASS-a zebrane w latach 2002 i 2003

18 18 h1h1 h2h2 Selekcja PGF za pomocą hadronów o dużym p T W eksperymencie COMPASS prowadzone są dwie niezależne analizy dla Q 2 >1 (GeV/c) 2 i Q 2 <1 (GeV/c) 2 Selekcja przypadków: –0.1 < y < 0.9 (analiza dużych Q 2 ) –0.35< y< 0.9 (analiza małych Q 2 ) –x Bj < 0.05 (analiza dużych Q 2 ) Selekcja hadronów z fragm. prądowej –x F > 0.1 –z > hadrony o dużym p T –p T > 0.7 GeV/c –p T1 2 + p T2 2 > 2.5 (GeV/c) 2 –m(h 1 h 2 ) > 1.5 GeV/c 2 –(z 1 +z 2 ) < 0.95 (analiza małych Q 2 )

19 19 G/G z obszaru Q 2 >1(GeV/c) 2 QCD-Comptonproces wiodący PGF: sygnał

20 20 Dane-MC(LEPTO) h1h1 h2h2 Q 2 >1(GeV/c) 2 Frakcja procesów PGF: σ PGF /σ tot = 0.34 ± 0.07 (syst.)

21 21 G/G z obszaru Q 2 <1(GeV/c) 2 + asymetrie od procesów tła dodatkowo Resolved Photon VMD - Pomeron QCD-Comptonproces wiodący

22 22 Ocena tła dla obszaru Q 2 <1(GeV/c) 2 Wkłady procesów oceniano przy pomocy generatora PYTHIA: procesy w których foton jest punktowy: PGF, wiodący i QCD Comptona procesy resolved photon foton fluktuujący w kwarki (gluony) model dominacji wektorowej (VMD): sprawdzono scenariusze przy minimalnej i maksymalnej polaryzacji kwarków w fotonie. oddziaływania nieperturbacyjne pominięte w asymetrii inne

23 23 Dane-MC

24 24 G/G – wyniki COMPASS-a h1h1 h2h2 Q 2 > 1(GeV/c) 2 Q 2 < 1(GeV/c) 2

25 25 Eksperymenty na stałej tarczy: COMPASS: + d h + h - X E =160 GeV Dwie oddzielne analizy: Q 2 >1 (GeV/c) 2 ( =0.13) Q 2 =0.095) Hermes: e + p h + h - X E e =27.5 GeV =0.17 głównie przypadki fotoprodukcji, =0.06 GeV 2 (z PYTHII) SMC: +d(p) h + h - X E =190 GeV =0.07 Q 2 >1 GeV 2 G/G duże p T, wyniki ll

26 26 Pomiary bezpośrednie G/G Selekcja PGF, duże p T –stosunkowo łatwa selekcja sygnału, istotna zależność od Monte Carlo Selekcja PGF, ciężkie kwarki –czysty, ale trudniejszy doświadczalnie (przedmiot mojej pracy doktorskiej) ll

27 27 Selekcja PGF przez produkcję ciężkich kwarków c c C C q=c, Otwarta produkcja powabu Poszukiwanie naładowanych K i pochodzących z rozpadów D 0 and D ±* D0D0 K-K- + D +* s +

28 28 Kanały rozpadów powabu

29 29 Rekonstrukcja D D 0 K - rekonstruujemy masę niezmienniczą D 0 K - żądamy identyfikacji K w detektorze RICH D* D 0 rekonstruujemy masę niezmienniczą D 0 K - wszystkie pary z obszaru masy D 0 kombinujemy z pozostałymi w przypadku histogramujemy różnicę mas (D* + -D 0 ) tj. m(K - m(K - m(D* + )-m(D 0 )=2.010GeV-1.865GeV=0.145GeV ; m GeV

30 30 5 m 6 m 3 m photondetectors: CsI MWPC mirrorwall vessel radiator: C 4 F 10 Identyfikacja cząstek (mrad) (mrad) p(GeV/c) p RICH hadrony – hadron rozróżnienie jest możliwe za pomocą kalorymetrów hadronowych

31 31 Cięcia kinematyczne 0.350.25 D*D* <0.85>0.20 sygnałtło zDzD |cos K | Monte Carlo

32 32 Rekonstrukcja D * K - + (K ) – (K - + )

33 33 c c G/G z produkcji powabu -76% 50% 40%

34 34 a LL zależy od zmiennych partonowych, nie mierzonych w eksperymencie, dlatego parametryzuje się je przy użyciu MC, w funkcji zmiennych mierzonych: Od A LL do G/G –parametryzacja a LL

35 35 Wyznaczanie G/G Sposób 1: wyznaczono asymetrię sygnału ( N D ) Sposób 2: wyznaczono asymetrię ważoną sygnału i tła N4N4 N3N3 N1N1 N2N2

36 36 G/G – wyniki asymetrii N4N4 N3N3 N1N1 N2N2 D* D 0 nie pochodzące z D* D 0 z D* (bez uwzględnienia a LL )

37 37 Asymetria tła ± ± ± 0.11

38 38 Ocena fałszywych asymetrii A UP A DOWN 0.09 ± ± N1N1 N2N2 N4N4 N3N3 + - Jedna połówka tarczy dzielona na pół Konfiguracja fałszywa A= Konfiguracja prawdziwa A= N1N1 N2N2 N4N4 N3N N1N1 N2N2 N4N4 N3N3 czas

39 39 1.Asymetria sygnału zgodna z zerem 2.Asymetrie fałszywe na poziomie 75% asymetrii prawdziwej 3. Dla G/G z otwartej produkcji powabu– podsumowanie przy:

40 40 RHIC

41 41 RHIC: zderzacz spolaryzowanych protonów STAR

42 42 Co się mierzy w RHIC? W procesach, w których biorą udział gluony, dostęp do P P q q g g P P q q g P P g g g g

43 43 pp 0 X jest czułe na gg gg i gq gq PHENIX Results from Run-3 To Appear in PRL

44 44 A LL ( 0 ) i g/g(x) Mieszanina procesów gg+gq+qq )()()( )()( )()( )()()( )()()( )()(~ x d d x u u ud aR x d d dd aR x u u uu aR x d d x g g gd aR x u u x g g gu aR x g g gg aRA LLud LLdd LLuu LLgd LLgu LLggLL

45 45

46 46 RHIC Spin: wczoraj i dziś Run 2: A N –~7nb -1 /day –P B ~20% Run-3: A LL –10nb -1 /day –P B ~26% –(AGS) 40% Run-4: A LL –Only Machine Studies –30nb -1 /day –P B ~40% –(AGS) 50% Run-5 : A LL –Long pp Run: –Rozpoczęty po koniec kwietnia –P B ~ 45-50%

47 47 Do wyjaśnienia struktury spinowej nukleonu nie wystarczy wkład od kwarków – potrzebne są inne składniki Z dotychczasowych prób pomiaru wkładu od gluonów można sądzić, że również ten wkład nie jest duży (przynajmniej w obszarze ) Przyszłość: –RHIC –dane deuteronowe HERMES-a –COMPASS: przewidywane błędy statystyczne na G/G z danych : Duże p T, Q 2 >1 (GeV/c) 2 : 0.17 Duże p T, Q 2< 1 (GeV/c) 2 : produkcja powabu: 0.33 Podsumowanie


Pobierz ppt "1 Pomiary polaryzacji gluonów w eksperymencie Adam Mielech 1 listopada 2013."

Podobne prezentacje


Reklamy Google