Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Co Alicja zobaczy po drugiej stronie lustra? Program fizyczny eksperymentu ALICE.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Co Alicja zobaczy po drugiej stronie lustra? Program fizyczny eksperymentu ALICE."— Zapis prezentacji:

1 Co Alicja zobaczy po drugiej stronie lustra? Program fizyczny eksperymentu ALICE

2 Co to jest ALICE? A Large Ion Collider Experimnet – dedykowany eksperyment ciężkojonowy na LHC pp pp, (dd, αα) AA – PbPb, ArAr, NN, OO, KrKr, SnSn pA PbPb przy niższych energiach

3 ITS TPC TRD TOF PHOS HMPID MUON SPEC. PMD FMD ALICE detector

4 Jak dobry jest nasz detektor? Akceptacja Akceptacja Wydajności i zdolności rozdzielcze Wydajności i zdolności rozdzielcze Identyfikacja cząstek Identyfikacja cząstek

5 Akceptacja ALICE ptptptpt PHOS HMPID TRD TOF TPC ITS tracking ALICE – optymalizacja na low-pt high-pt high-pt korelacje między nimi korelacje między nimi ITS krotność

6 central Pb–Pb pp p T /p T (%) p T (GeV/c) central Pb–Pb pp p T /p T (%) p T (GeV/c) For p T < 2GeV: % For 2 < p T < 100GeV: 1-5%

7 Identyfikacja cząstek w ALICE p (GeV/c) TRD e/ TRD e/ PHOS PHOS / TPC + ITS (dE/dx) /K K/p e / HMPID(RICH) TOF MUON SPECTROMETER ALICE używa prawie wszystkich znanych metod GeV/c GeV/c

8 Model Standardowy i Plazma Kwarkowo-Gluonowa MS -> możliwość przejść fazowych przy charakterystycznych gęstościach energii. charakterystycznych gęstościach energii. QCD na siatkach – T c 170 MeV / ε 1 GeV/fm 3 Przejście fazowe do stanu uwolnionych kwarków i gluonów kwarków i gluonów ALICE: ε 1 – 1000 GeV/fm 3

9 Przejście fazowe czy crossover? QCD na siatkach Eksperymenty na RHIC - nowa faza nie jest gazem idealnym!!!

10 Nowe aspekty fizyki LHC 1.Duże gęstości partonów determinują produkcję cząstek (x B może sięgać ) (x B może sięgać ) 2.Znaczący wkład twardych procesów do przekroju czynnego 3.Dostępne słabo oddziaływujące twarde próby (Z 0 W ± )

11 Twarde próby Miękkie próby

12 Fizyka w ALICE Historia fizyki w ALICEHistoria fizyki w ALICE (pierwszy okres) –Pierwsze pomysły (Aachen, 1990) –Prezentacja zainteresowania (Evian, 1992) –List intencyjny (1993) i dodatek (1995) –Projekt techniczny (1995) i dodatki (1996, 1999) –Technical Design Reports (1998 – 2004) –Physics Performance Report (2003 – 2005)

13 Ciężkie jony w LHCCiężkie jony w LHC –ALICE początkowo soft physics experiment –Główne wyzwanie – rekonstrukcja torów (2000 < dN/ < 8000) (2000 < dN/ < 8000) –Identyfikacja cząstek Fizyka na poziomie EoI and LoIFizyka na poziomie EoI and LoI –Tracking (widma) –PID –Interferometria bozonowa (HBT) –Pary leptonowe (, ω, φ, J/ψ) –Bezpośrednie fotony –Globalne charakterystyki przypadków

14 W stronę twardej fizyki Silna zachęta ze strony LHCC – fizyka obszaru YSilna zachęta ze strony LHCC – fizyka obszaru Y –Początkowo zostawiona dla eksperymentów pp (CMS) –Ale Wysokie obcięcie na P t w obszarze centralnymWysokie obcięcie na P t w obszarze centralnym Absorber mionowy daleko od punktu oddziaływania – duże tłoAbsorber mionowy daleko od punktu oddziaływania – duże tło Niejasna sytuacja z rekonstrukcją mionów przed absorberemNiejasna sytuacja z rekonstrukcją mionów przed absorberem –wpływ na zdolność rozdzielczą w masie –Rezultat Forward Muon Spectrometer (pierwszy pomysł eksperymentu asymetrycznego – grupa krakowska) eksperymentu asymetrycznego – grupa krakowska)

15 Detekcja otwartego charmu (95) Detekcja otwartego charmu (95) - Przeprojektowanie detektora wierzchołka - Przeprojektowanie detektora wierzchołka Detekcja elektronów & trigger (98)Detekcja elektronów & trigger (98) –Identyfikacja elektronów oparta na pomiarze dE/dx w TPC –Zdolność rozdzielcza dE/dxpogorszyła się z zaawansowaniem symulacji –Zdolność rozdzielcza dE/dx pogorszyła się z zaawansowaniem symulacji –Brak możliwości wyzwalania, może J/ψ ale nie Υ –Propozycja dołączenia Detektora Promieniowania Przejścia (TRD) Fizyka jetów (wyniki z RHIC-a)Fizyka jetów (wyniki z RHIC-a) –Duży Kalorymetr Elektromagnetyczny?

16 Przewidywania SM a obserwable Globalne charakterystyki Globalne charakterystyki Krotności, widma η… Krotności, widma η… Rozwój czasowy oddziaływania Rozwój czasowy oddziaływania HBT HBT Fluktuacje Fluktuacje event-by-event event-by-event stosunki neutral-to-charged stosunki neutral-to-charged Stopnie swobody vs. Temperatura Stopnie swobody vs. Temperatura stosunki i widma hadronów stosunki i widma hadronów dileptony dileptony bezpośrednie fotony bezpośrednie fotony Efekty kolektywne Efekty kolektywne flow flow Deconfinment, odtworzenie symetrii chiralnej Deconfinment, odtworzenie symetrii chiralnej spektroskopia c-cbar, b-bbar spektroskopia c-cbar, b-bbar dziwność dziwność

17 Twarda fizyka Twarda fizyka jet quenching jet quenching Fizyka kwarków c i b – informacja o fazie o dużej gęstości Fizyka kwarków c i b – informacja o fazie o dużej gęstości

18 Rozkłady krotności, widma Informacja o gęstości energii 0 = d dy R 2 form 1 Wzrost szybszy niż ekstrapolacja z pp Model saturacyjny – przewidywania i dane

19 Korelacje HBT To daje człon inteferencyjny Funkcja korelacji Informacja o czasoprzestrzennym rozwoju oddziaływania Parametryzacja Bertscha: R side mierzy poprzeczny rozmiar źródła R side mierzy poprzeczny rozmiar źródła R out mierzy długość trwania emisji R out mierzy długość trwania emisji R long mierzy czas zamrażania R long mierzy czas zamrażania

20 HBT a ewolucja układu SPS Zaskakujące wyniki z RHIC-a

21 Pomiary hadronów p K*(892) 0 K central Pb-Pb central Pb-Pb K + K - 13 recons. /event 300 Hijing events Pb-Pb central Mass resolution ~ 2-3 MeV Mass resolution ~ 1.2 MeV

22 Dziwność Masa kwarku s w hadronie 500 MeV Masa kwarku s gołego (prądowa) 200 MeV Masa kwarku dziwnego jest czuła na zmiany próżni QCD W plaźmie kwarkowo-gluonowej dominującym mechanizmem produkcji kwarków s produkcji kwarków s jest fuzja gluonów szybki proces – czas relaksacji

23 Eksperyment (formuła Schwingera) Dla kwarków ubranych γ 0.28, dla mas prądowych γ 0.7 Wzmożona produkcja kwarków dziwnych Cząstek dziwnych jest dużo, mają długi czas życia i łatwą do identyfikacji topologię

24 SPS RHIC STAR Preliminary

25 Quarkonia Dlaczego lubimy lekkie quarkonia? (ssbar)/(ddbar, uubar) (ssbar)/(ddbar, uubar) czułość na zmianę masy czułość na zmianę masy i szerokości w funkcji temperatury i szerokości w funkcji temperatury jest łatwe do pomiaru – produkty jest łatwe do pomiaru – produkty rozpadu łatwe do identyfikacji rozpadu łatwe do identyfikacji (naładowane kaony) (naładowane kaony) Ciężkie quarkonia – tłumienie J/ψ

26 Do opisu danych wymagana jest modyfikacja masy ρ Tłumienie produkcji dla zderzeń centralnych (skalowane do pp) Efekt zmiany masy i szerokości?

27 J/ψ Para c-cbar musi oddalić się od punktu produkcji na odległość rezonansową r – promień J/ r – promień J/ - masa ekranowania - masa ekranowania -1 – promień ekranowania -1 – promień ekranowania Potencjał oddziaływania c-cbar może być ekranowany obecnością licznych ładunków kolorowych Promień krytyczny może być mniejszy od promienia rezonansowego od promienia rezonansowego

28 Tło – Drell-Yan Efektu powyżej 2.5 GeV/fm 3 nie da się wytłumaczyć standardowo. Dwustopniowa struktura to efekt kolejnych rozpuszczań RHIC – taka sama struktura tłumienia jak na SPS. na SPS. Trudniejszy opis ze względu na możliwą koalescencje

29 Gdzie się podział charm? Ekstrapolacja danych pA niedocenia produkcji otwartego charmu w zderzeniach A+A o czynnik 1.27 dla S+U i 1.65 dla Pb+Pb W zderzeniach jądrowych mamy wzmocnienie produkcji charmu! Efekt jest widoczny dla charmu otwartego (nie charmonia!)

30 Ciężkie kwarki Ciężkie kwarki są produkowane na wczesnym etapie zderzenia, niosą informację o gęstym medium. Propagacja w medium i hadronizacja w porównaniu do bezmasowych kwarków D 0 w ALICE: S/B 10% S/(S+B) 40 1 miesiąc runu PbPb statistical. systematic. C

31 B

32 Efekty kolektywne - flow Przy braku fluktuacji r( )=const

33 v 1, 1 V 2, 2

34

35 In plane czy out of plane? Jaki jest znak V 2 ? (pomiar STAR) Wypływ eliptyczny in plane Out-of-plane p y 2 > p x 2 v2 < 0 v2 < 0 In-plane p x 2 > p y 2 v2 > 0 v2 > 0

36 Jet quenching Nuclear Modification Factor: dense QCD matter/QCD vacuum

37 Gdzie jest back jet? Trigger jet Back jet STAR

38 Trigger jet Back jet Jet ulega rozpuszczeniu

39 Fotony bezpośrednie fragmentacja deekscytacja Radiacja termiczna / QGP/Hadron gas Fotony są trudną sygnaturą – silne tło

40 Fotony – źródła i teoria E Rate Hadron Gas Thermal T f QGP Thermal T i Pre-Equilibrium? Jet re-interaction pQCD Prompt xs Fotony w stanie końcowym są sumą emisji z całej historii zderzenia

41 Fotony z RHIC Konsystentne z QGP T MeV

42 Jety fotonowe Dominujące procesy : g + q γ + q (Compton) g + q γ + q (Compton) q + q γ + g (Anihilacja) q + q γ + g (Anihilacja) p T > 10 GeV/c Fotony nie są zaburzone przez medium 10 4 / year in minbias Pb+Pb

43 Fizyka pp w ALICE central Pb–Pb pp p T /p T (%) p T (GeV/c) central Pb–Pb pp p T /p T (%) p T (GeV/c)

44 Motywacja dla programu p+p: Miękka fizyka w nowym obszarze energetycznym (above the knee)Miękka fizyka w nowym obszarze energetycznym (above the knee) Fizyka małych x BFizyka małych x B Dane referencyjne dla A+ADane referencyjne dla A+A LHC B factories Tevatron Wszystkie obserwable mierzone w A+A muszą być mierzone w p+p

45 Ultraperyferyjne zderzenia A+A Szybko poruszające się jądra są otoczone silnym polem EM Źródło kwazirzeczywistych fotonów Wymiana wielu fotonów

46 Promienie kosmiczne w ALICE ALICE może mnieść znacący wkład do fizyki promieniowania kosmicznego: Mozliwość rejestracji i identyfikacji wielkich krotności Mozliwość rejestracji i identyfikacji wielkich krotności Możliwośc precyzyjnego pomiaru pedów Możliwośc precyzyjnego pomiaru pedów ALICE możę wykorzystać istniejącą tablicę 50x50 m 2 liczników (40) umieszczoną na dachu budynku nad detektorem. Istnieje możliwość rozbudowy.

47 Podsumowanie Program fizyczny ALICE obejmuje większość zgadnień fizyki hadronowej (pp, PA, AA). Oprócz tego wnosi nowe aspekty do fizyki fotonowej i fizyki promieniowania kosmicznego.


Pobierz ppt "Co Alicja zobaczy po drugiej stronie lustra? Program fizyczny eksperymentu ALICE."

Podobne prezentacje


Reklamy Google