Центральность в А-А столкновениях Корреляция множественности частиц с прицельным параметром между ядрами в А-А столкновениях Или масштабирование – пропорциональность. - презентация

1 Центральность в А-А столкновениях Корреляция множественности частиц с прицельным параметром между ядрами в А-А столкновениях Или масштабирование – пропорциональность N ch величинам или N ch или N ch

2 Preliminary s NN = 200 GeV N charge Центральность в Аu + Au столкновениях Классы центральности : ch / geom % geom = 2 (r 0 (A 1/3 + B 1/3 )) 2, r 0 =1.13 fm Центральные Периферические

3 и и % geo / ( 6 7 )990.0 ( )2.85 (0.17) ( )783.7 ( )2.65 (0.17) ( )563.2 ( )2.43 (0.17) ( )355.0 ( )2.14 (0.17) ( )213.9 ( )1.86 (0.16) ( )91.8 ( )1.44 (0.14) ( 5 6 )20.0 ( 7 9 )0.96 (0.10) s NN = 200 GeV Monte Carlo Glauber Calculation, Au+Au 0 = nucleons/fm 3, r 0 = fm, c 0 = fm Woods-Saxon Parameters: Cross-sections: NN = 42 1 mb, geo = b

4 Результаты Au+Au столкновений (PHOBOS) при разных энергиях Результаты Au+Au столкновений (PHOBOS) при разных энергиях Число заряженных частиц к числу участвующих пар нуклонов не зависит от центральности столкновений, т.е. N ch s и растет с ростом s The Return of the Wounded Nucleon Model… Bialas & Czyz 1976, Elias et al 1978 Backer, QM-2002

5 _ pp PHOBOS Au+Au 19.6 GeV preliminary 130 GeV 200 GeV Отсутствие пропорциональности | | для области | |

6 Эволюция подавления адронов при высоких р Т PHENIX STAR Чем больше, тем больше центральность A-A столкновения и меньше выход частиц

7 А-А столкновения А-А столкновения P T Зависимость от P T и от центральности = =

8 Выход частиц, модифицированный ядром, в А+А STAR, Au+Au charge particles PHENIX, Au+Au 0 отношение выхода частиц в А+А и в р+р столкновениях, отнесенное к геометрическому «перекрытию» областей двух ядер =

9 Зависимость R AA (p T ) от энергии для центральных А-А столкновений Самый впечатляющий результат – выход на scaling по !!! S.Margets,CMS-DELPHY, 2003 PHENIX Au+Au N part N coll

10 Leading Hadrons in Fixed Target Experiments A Multiple scattering in initial state(Cronin effect) p+A collisions: Central Pb+Pb collisions at SPS SPS: any parton energy loss effects buried by initial state multiple scattering, transverse radial flow,… S.Margets (STAR),CMS-DELPHY, 2003

11 Зависимость подавления заряженных адронов от быстроты Зависимость подавления заряженных адронов от быстроты BRAHMS R CP (p T ) for =0 / =2.2 p T Нет уменьшения выхода частиц с ростом p T при =2.2 в центральных столкновениях !

12 Вопросы Почему N ch считается подавлением выхода частиц в плотной адронной среде, рожденной в А+А столкновении ? Не является ли этот эффект проявлением поглощения в ядерной среде в начальной стадии А+А столкновения? P T > 4 ГэВ При больших P T > 4 ГэВ N ch, но не N ch

13 А-А столкновения А-А столкновения сорта частиц. Зависимость от сорта частиц. Химический потенциал.

14 Ratio antibarion/barion Отношение систематически увеличивается с ростом числа странных кварков и с ростом энергии! STAR QM Poster on 19.6 GeV data: D. Cebra

15 Net protons= N p -N pbar Net protons at y cm decreasing with increasing energy 130 GeV Au+Au (p - p)

16 А-А столкновения А-А столкновения Фазовые переходы при конечной барионной плотности A.D.Panagiotou, P.G.Katsas hep-ph/ HG – hadron gas DQM – deconfined quark matter QGP – quark-gluon plasma s - strange chemical potential q=u,d - quark chemical potential

17

18 Отношение выходов адронов, отнесенное к числу бинарных столкновений для центральных и периферических соударений R CP Отношение выходов адронов, отнесенное к числу бинарных столкновений для центральных и периферических соударений R CP PHENIXSTAR Подавление сильнее для мезонов, чем для барионов В области p T = 2-4 ГэВ/с нет подавления барионов в сравнении с мезонами, что противоречит наблюдениям в р + р и е + + е - столкновениях, где р/ ~

19 Geometry of Heavy Ion Collisions x z y Non-central Collisions Elliptic Flow

20 Азимутальная корреляция адронов, отобранных вдоль лидирующих частиц: сигнал струй ? Азимутальная корреляция адронов, отобранных вдоль лидирующих частиц: сигнал струй ? Периферические – 2 пика: 0 и 3.14 Центральные – нет back-to-back пиков ! Гистограмма – данные р+р, кривая – оценка фона в А-А, точки – лидирующие частицы

21 Коллективный эллиптический поток, v 2 Сравнение с расчетами в гидродинамической модели Коллективный эллиптический поток, v 2 Сравнение с расчетами в гидродинамической модели PHENIX STAR Несоответствие расчетам при р Т > 3 GeV/c

22 Зависимость от псевдо-быстроты Зависимость от и от псевдо-быстроты Существенное уменьшение v 2 с ростом | | - противоречие идее инвариантности - зависимости в продольном направлении по

23 Коллективный эллиптический поток, v 2 Гидродинамика + погашение струй A.Steinberg (BNL), nucl-ex/ v 2 Сравнение v 2 (p T ) для заряженных частиц с расчетом по гидродинамике с учетом погашения струй (Gyulassy, Levai, Vitev. NPB571(2000)197 )

24 24 Выход на плато для K S и Λ (p T scale) В чем физическая причина насыщения v 2 и подавления R AA ? Как тип частицы влияет на p T scale? p T meson2·p T parton ? p T baryon3·p T parton ? Насыщение v 2 и спад R AA с ростом p T коррелируют. S.Margets (STAR),CMS-DELPHY, 2003

25 А-А столкновения А-А столкновения Результаты d+A столкновений

26 Результаты d-A столкновений (нет плотной горячей материи) Результаты d-A столкновений (нет плотной горячей материи) (h+ + h-)/2, BRAHMS (h+ + h-)/2, STAR Центральные A-A столкновения Ядерный фактор R(d+Au) усиливается в сравнении с p+p, (Кронин эффект), выше p T =2.5 ГэВ/с ядерный фактор R dAu =1.4 и уменьшается к 1. Азимутальная корреляция подобна р+р столкновениям

27 А-А столкновения А-А столкновения Размеры системы адронов Размеры системы адронов после вымораживания.

28 Outline of a heavy ion collision hadron production pre-collision (very) early environment QGP (?) and parton productionhadron reinteraction time dN/dt Chemical freeze out Kinetic freeze out STAR QM Talk: F. Retiere Collision images: S. Bass

29 HBT интерферометрия In 1956 R. Hambury-Brown and R.Q. Twiss measured the size of a star using the Bose-Einstein correlation between pairs of photons. [R. Hambury-Brown and R.Q. Twiss, Nature 178 (1956) 1046] The method was first applied in particle physics in 1960 by G. Goldhaber, S. Goldhaber, W. Lee and A. Pais, who studied the correlations of pairs of pions in proton-antiproton collisions. [G.Goldhaber et al., Phys. Rev. 120 (1960) 300] e.g.: where: q : four-momentum difference k 1, k 2 : four-momenta of two bosons R : source dimensions (4-vector) : chaoticity parameter; 0 < < 1 See for instance: Wong, p

30 Freeze-out conditions The information from the HBT radii provides a relation between the transverse flow velocity T and freeze-out temperature T F This information can be combined with that coming from the particle spectra to get an estimate of the freeze-out parameters: In the intersection region: T F 120 MeV T 0.55 [H.Appelshäuser et al. (NA49), Eur. Phys. J. C 2 (1998) 661] [B.Tomášik et al., nucl-th/ ]

31 Evolution time scale from STAR data 1 fm/c 5 fm/c 10 fm/c20 fm/c time dN/dt Kinetic freeze out Balance function Resonance survival Rlong (and HBT wrt reaction plane) Rout, Rside STAR QM Talk: F. Retiere ? Chemical freeze out???

32 Two-Pion HBT for Au+Au at 130 and 200 GeV Radii increase with centrality; decrease with increasing R O /R S < 1 Sinyukov* fits: A~ (source lifetime) (central) = ~10 fm/c (midcentral) = ~9 fm/c (peripheral) = ~8 fm/c (*Makhlin and Sinyukov, Z.Phys. C39, 69 (1988)) (see Talk by M. Lopez-Noriega) (out) (side)

33 Сдвиг массы 0 (770) в p+p и Аu+Аu столкновениях при s200 ГэВ, 3.3

34 A) Заключение A) Заключение P T N ch ( s) для При усреднении по P T результаты N ch ( s) для А + А и + А + А и e + + e совпадают P T Выход h и 0 при высоких P T > 4 ГэВ/с подавлен в (А+А) центральных столкновениях в 4-5 раз в сравнении с р+р и (А+А) периферическими столкновениями P TАА N ch s Среднее значение АА растет с N ch и s и P T ee P TАА P T pp ee АА pp В промежуточной области p T = 2-4 ГэВ/с нет подавления барионов в сравнении с мезонами, что противоречит наблюдениям в р + р и е + + е - столкновениях, где р/ ~

35 Азимутальные корреляции back-to-back для адронов с лидирующими частицами подавлены для (А+А) центральных столкновений В холодной ядерной материи, образуемой в (d+A) столкновениях, рождение частиц подобно наблюдениям в (р+р) и (р+А) соударениях Большинство фактов, свидетельствует о том, что в начальной стадии А-А взаимодействия имеется плотная среда, в которой рожденные партоны теряют свой энергию из-за перерассеяний, что приводит к подавлению выхода частиц и к насыщению эллиптического потока v 2 (p T ) B) Заключение