1 Konferencja QM05 część I (część II – 2 XII, Bożena Boimska) Helena Białkowska Helena Białkowska

2 Główne tematy na poprzednich QM: 1.Tzw global characteristics 1.Tzw global characteristics oraz flow oraz flow 2. Penetrating probes: 2. Penetrating probes: tłumienie jetów tłumienie jetów open ? /hidden charm? open ? /hidden charm? dileptony ? dileptony ? bezpośrednie prompt fotony ? bezpośrednie prompt fotony ?

3 A na tej QM (Budapeszt, sierpień 05) 1.Global characteristics nadal ważne – wszędzie skalowanie! 1.Global characteristics nadal ważne – wszędzie skalowanie! 2. Flow – wszystko płynie, różne charakterystyki 2. Flow – wszystko płynie, różne charakterystyki 3. Znikają lub maleją znaki zapytania: 3. Znikają lub maleją znaki zapytania: szczegóły gaszenia jetów szczegóły gaszenia jetów charm (flow, tłumienie ) charm (flow, tłumienie ) thermal photons? thermal photons?

4 Komentarz lingwistyczny O plaźmie albo się nie mówi, tylko o gęstej, gorącej materii (partonowej) O plaźmie albo się nie mówi, tylko o gęstej, gorącej materii (partonowej) Albo take it for granted Albo take it for granted A w każdym razie – ta plazma jest inna niż się spodziewaliśmy A w każdym razie – ta plazma jest inna niż się spodziewaliśmy Nowa mantra: sQGP albo strongly coupled plasma with fluid-like properties Nowa mantra: sQGP albo strongly coupled plasma with fluid-like properties

5 Cóż to jest plazma:

6 A Definition of the Quark-Gluon Plasma QGP a (locally) thermally equilibrated state of matter in which quarks and gluons are deconfined from hadrons, so that color degrees of freedom become manifest over nuclear, rather than merely nucleonic, volumes. non-interacting quarks and gluons 1 st - or 2 nd -order phase transition evidence of chiral symmetry restoration Ale niekoniecznie (Tim Hallman, STAR spokesman)

7 Nowe dane z RHICa: Run Year Species s 1/2 [GeV ] Ldt Au+Au b /2 Au+Au b -1 p+p pb /3 d+Au nb -1 p+p pb /4 Au+Au b -1 Au+Au 62 9 b /5 Cu+Cu nb -1 Cu+Cu nb -1 Cu+Cu b -1 p+p pb -1 A także nowe (NA60 In-In) i nowoopracowane (NA49, NA57) dane z SPS

8 Zaczynamy od globalnych charakterystyk: krotności vs s…

9...vs centralność

10 Skalowanie w N part Au+Au 35-40%,N part = 98 Cu+Cu Preliminary 3-6%, N part = GeV Cu+Cu Preliminary 3-6%, N part = GeV Au+Au 35-40%, N part = 99 PHOBOS dN/d PHOBOS Przy danej energii i tej samej liczbie uczestników – wszystko jedno czy Cu czy Au Od Cu do Au: rozkłady pospieszności

11 Rozkłady pędu poprzecznego:

12 Częstości produkcji barion/antybarion:

13 Faktoryzacja?

14 Ta faktoryzacja zależności od energii i od centralności sprzeczna z modelami dwuskładnikowymi typu część miękka skalowana w liczbie uczestników i twarda – w liczbie zderzeń; ta twarda miałaby rosnąć z energią (wzrost liczby mini-jetów) Ta faktoryzacja zależności od energii i od centralności sprzeczna z modelami dwuskładnikowymi typu część miękka skalowana w liczbie uczestników i twarda – w liczbie zderzeń; ta twarda miałaby rosnąć z energią (wzrost liczby mini-jetów)

15 Rola geometrii jąder:

16 Geometria poprzeczna

17 Teraz patrzymy na efekty kolektywne: flow x y z W przestrzeni położeń asymetria W przestrzeni pędów – też asymetria pypy pxpx

18 Jak się mierzy elliptic flow: Trzeba wyznaczyć płaszczyznę reakcji: intuicyjnie proste, płaszczyzna wyznaczona przez wszystkie wyprodukowane cząstki, prostopadle do wiązki pierwotnej Trzeba wyznaczyć płaszczyznę reakcji: intuicyjnie proste, płaszczyzna wyznaczona przez wszystkie wyprodukowane cząstki, prostopadle do wiązki pierwotnej Wyznaczyć tę płaszczyznę dla każdego przypadku : Wyznaczyć tę płaszczyznę dla każdego przypadku : A dalej – zrobić rozkład kąta między pędem danej cząstki a wektorem płaszczyzny reakcji, A dalej – zrobić rozkład kąta między pędem danej cząstki a wektorem płaszczyzny reakcji, i rozwinąć go w szereg Fouriera i rozwinąć go w szereg Fouriera współczynnik przy cos 2( - ) to właśnie v 2 czyli elliptic flow współczynnik przy cos 2( - ) to właśnie v 2 czyli elliptic flow

19 O czym mówi flow: Skoro mamy dużą gęstość energii to możliwa szybka termalizacja Skoro mamy dużą gęstość energii to możliwa szybka termalizacja Wtedy duży gradient ciśnienia Wtedy duży gradient ciśnienia Dla p t < ~2-3 GeV/c dobry opis Dla p t < ~2-3 GeV/c dobry opis Powyżej – inaczej Powyżej – inaczej I nowa hipoteza (stara, ale nowa w tym zastosowaniu): koalescencja I nowa hipoteza (stara, ale nowa w tym zastosowaniu): koalescencja Opis hydrodynamiczny:

20 Wiele nowych danych o flow: wszystko płynie różnica mezony - bariony

21 Możliwa interpretacja konkurencyjna do hydro:

22 Kiedy koalescencja może zachodzić I jakie dać efekty dla mezonów a jakie dla barionów

23 I rzeczywiście...

24 Wiele nowych danych o tej kolektywnej materii partonowej: The matter is so opaque that even a 20 GeV 0 is stopped jak ! Cytaty za Y.Akiba, PHENIX Gaszenie sięga 20 GeV/c! Więcej o tym 2 grudnia Fotony

25 The data suggest large c-quark-medium cross section; evidence for strongly coupled QGP? (3) q_hat = 14 GeV 2 /fm (2) q_hat = 4 GeV 2 /fm (1) q_hat = 0 GeV 2 /fm (4) dN g / dy = 1000 The matter is so dense that even heavy quarks are stopped (skąd dane o c: `non-photonic electrons

26 The matter is so strongly coupled that even heavy quarks flow Charm flows, but not as strong as light mesons. Charm flows, but not as strong as light mesons. Drop of the flow strength at high p T. Is this due to b-quark contribution? Drop of the flow strength at high p T. Is this due to b-quark contribution? Charm flow supports high parton density and strong coupling in the matter. Charm flow supports high parton density and strong coupling in the matter. v 2 (D)=0.3 v 2 ( ) v 2 (D)=0.6 v 2 ( ) v 2 (D)=v 2 ( ) Greco,Ko,Rapp: PLB595(2004)202

27 Teraz o prompt photons: dlaczego takie ważne? Fotony nie oddziałują silnie z wytworzonym ośrodkiem N col Twarde fotony – pozwalają testować skalowanie w N col (to ważne dla interpretacji tłumienia dużych p t dla hadronów) Fotony thermal powinny nieść info o wczesnym etapie zderzenia Więc: uporczywe,bardzo trudne technicznie, badanie z małym p t

28 Widmo fotonów z A-A:

29 Metoda PHENIXa: badanie par ee o małych masach

30 Trik: założenie że dla wirtualnych (mierzonych z par Dalitza) stosunek direct inclusive jest taki sam jak dla prawdziwych

31 The first promising result of direct photon measurement at low p T from low-mass electron pair analysis. The first promising result of direct photon measurement at low p T from low-mass electron pair analysis. Are these thermal photons? The rate is above pQCD calculation. Are these thermal photons? The rate is above pQCD calculation. If it is due to thermal radiation, the data can provide the first direct measurement of the initial temperature of the matter. If it is due to thermal radiation, the data can provide the first direct measurement of the initial temperature of the matter. T 0 max ~ MeV !? T 0 max ~ MeV !? T 0 ave ~ MeV !? The matter is so hot that it emits (thermal?) photon copiously PHENIX preliminary

32 The matter is so dense that it melts(?) J/ (and regenerates it ?) Pierwsze znaczące wyniki z RHIC o tłumieniu J/ Różne jądra Różne kanały

33 Historia tłumienia J/ (ongiś hit SPS, NA50) Reanalysis of data: Normal nuclear absorption derived from pA data only = 4.18±0.35 mb S-U consistent with normal nuclear absorption Only Pb-Pb shows additional suppression

34 A teraz nowe dane z In-In, NA60

35 Rachunki modelowe Satz, Digal, Fortunato (percolation) Rapp, Grandchamp, Brown (diss. and recomb.) Capella, Ferreiro (comovers) None of the models (tuned to reproduce the NA50 data and with specific predictions for In-In) properly describes the observed suppression pattern.

36 SPS vs RHIC: NA50 data normalized to NA50 p+p point. Suppression level is similar in the two experiments, although the collision energy is 10 times higher (200GeV in PHENIX wrt 17GeV in NA50)

37 Models that were successful in describing SPS data fail to describe data at RHIC - too much suppression -

38 Historical regression In 1492 CC started a long journey with three flag ships -la Nina, la Pinta y la Santa Maria - in the quest for the predicted and expected alternative route to India. In 1492 CC started a long journey with three flag ships -la Nina, la Pinta y la Santa Maria - in the quest for the predicted and expected alternative route to India. (in the following CC stands for Cristobal Colon not for a pair of quarks) It took quite some time to realize that he had discovered a totally unknown continent (CC actually died in 1506 without knowing it). It took quite some time to realize that he had discovered a totally unknown continent (CC actually died in 1506 without knowing it). Cytat :Itzak Tserruya In 1986 we started a long journey with 2+1+(1) flag ships - AGS, SPS + RHIC + (LHC)- in the quest for the predicted and expected In 1986 we started a long journey with 2+1+(1) flag ships - AGS, SPS + RHIC + (LHC)- in the quest for the predicted and expected QGP characterized by free quarks and gluons, QGP characterized by free quarks and gluons, (deconfinement,J/, chiral symmetry restoration (low-mass dileptons)). (deconfinement,J/, chiral symmetry restoration (low-mass dileptons)).

39 Are we discovering our America? Are we discovering our America?

40 Prymitywne podsumowanie: Proste charakterystyki ogólne – wciąż decyduje zwykła geometria jąder Proste charakterystyki ogólne – wciąż decyduje zwykła geometria jąder Intrygujące skalowanie Intrygujące skalowanie Na pewno jednak więcej niż złożenie N-N Na pewno jednak więcej niż złożenie N-N Na pewno gęsta materia o intrygujących własnościach Na pewno gęsta materia o intrygujących własnościach Na pewno - partonowa Na pewno - partonowa