Изучение дифракционных процессов на CMS. Новые результаты дифракционной группы ИФВЭ 24 Ноября 2009 Научная сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН Р. Рютин. - презентация

1 Изучение дифракционных процессов на CMS. Новые результаты дифракционной группы ИФВЭ 24 Ноября 2009 Научная сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН Р. Рютин IHEP Diffractive group Р. Рютин, ИФВЭ В. Петров, Р. Рютин, А. Годизов, А. Соболь, И. Ажгирей, А. Кузнецов, В. Самойленко

2 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин План Дифракционные процессы на CMS и их сигнатуры Задачи дифракционной группы ИФВЭ Новые результаты. LHC как пион-протонный и пион-пионный коллайдер. Теория и Монте-Карло. Инструментарий. Заключение и перспективы.

3 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин Дифракционные процессы при энергиях LHC PYTHIA6.205/PHOJET1.12 предсказания для LHC 14 TeV % событий на LHC должны быть дифракционными SD CD DD Характеристики CD: Обмен цветовыми синглетами: реджеоны, померон промежутки по быстроте продольные потери импульса протона

4 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин Дифракционные процессы на CMS ppjet+X ppjet1+jet2 (Muller-Navelet jets) Жесткая одиночная дифракция, измерения дифракционных структурных функций, сечения чуствительны к перерассеянию (S~0.05 LHC). [CMS-AN-2008/059, CMS-AN-2007/033] Измерения светимости, калибровка детекторов [CMS-AN-2007/032] Проверка пертурбативной КХД, ограничения на PDFs, проверка БФКЛ-эволюции. [CMS-AN-2008/060]

5 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин Задачи дифракционной группы ИФВЭ (CMS) Эксклюзивная центральная дифракция (EDDEv3.0) Преимущества: четкая сигнатура, S/B>>1, хорошее разрешение по Mc, спин-четностный анализ, … Недостаток: маленькие сечения 1. Рождение различных тяжелых состоя- ний СМ и ее расширений. 2. Исследование эволюции дифракцион- ной картины в зависимости от жесткого масштаба (информация об амплитуде, о форме и размерах области взаимод-я). M(GeV) TeVatron LHC

6 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин Новые результаты Измерение одиночного и двойного пионного обмена jet n p p π + π + p n n π + p Дают возможность измерения PDF в пионе в неисследованной области Q² и x изучение d-u ассимметрии в пионе π + π + p p n p π + π + π + π + n np p Модель Сечения Генератор MC на уровне генератора π + p p X np p X n n π + π +

7 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин Извлечение сечений SS σ πpπp FF S S σ ππ F F F F d d ξ=0.1 M(CE) ~ 3 TeV M(DCE) ~ 1 TeV Модель для S: Модель для S: [V. Petrov, A. Prokudin, EPJC 23 (2002) 135] [V. Petrov, A. Prokudin, EPJC 23 (2002) 135]

8 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин Извлечение сечений s σ(ext.) 20± ± ± ± ±1.531± ±4.5 σ(PDG) Извлеченные пион-протонные сечения (мб) и реальные данные PDG (параметризация) NA49 ISR PHENIX Donnachie, Lanshoff PDG HERA

9 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин Результаты для LHC (полные сечения) max(ξ) σ( CE ), μb 42 (57)175 (244)576 (820)921 (1320) σ( DCE ), μb 0.08 (0.1)1.7 (2.2)25 (33)76 (104) Сечения одиночного и двойного пионного обмена на LHC (10 Тэв) для случая измерения полных пион-протонных и пион-пионных сечений Используются две различные параметризации: Donnachie-Landshoff (PDG) Кинематическая область|qt|

10 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин Извлечение пион-пионных сечений Результаты для пион-пионных сечений при низких энергиях [W.J. Robertson, W.D. Walker, J.L. Davis, Phys. Rev. D7 (1973) 2554]

11 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин Результаты для LHC (упругие сечения) Сечения одиночного и двойного пионного обмена на LHC (10 Тэв) для случая Измерения упругих пион-протонных и пион-пионных сечений Используется параметризация BSW Кинематическая область|qt|

12 12 ZDCFZDCB CE: pp n X σ ~ 2.6 mb (ξ

13 Монте-Карло для полных сечений CE MB SD DD ξ t M M=S*ξ ξ=p/p CE MB SD DD TRNhitsCETRNhitsCE.and.TRtmaxCE M, Гэв TRNhitsDCETRNhitsDCE.and.TRtmaxDCE CE MB SD DD DCE Простой отбор: ξ7 S/B ~ 1/0.56 Дополнительные отборы CE: |t|7 S/B ~ 1/0.7 DCE: |t|

14 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин Монте-Карло для упругих сечений Простой отбор: ξ

15 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин Инструментарий На 140 м для 5 Тэв нейтрона t ~ R²: |t| R

16 24 Ноября 2009 Секция ЯФ, ИТЭФ Р. Рютин Заключения и перспективы Дифракционная группа ИФВЭ: В.Петров,Р.Рютин,А.Годизов,А.Соболь,И.Ажгирей,А.Кузнецов, В.Самойленко. Текущие результаты(МС-генератор EDDEv3.0) Задачи на первых запусках LHC: 1.Эксклюзивное дважды дифракционное рождение 2-х фотонов (нормировка модели для предсказания рождения бозона Хиггса) 2.Эксклюзивное дважды дифракционное рождение 2-х струй (нормировка модели для предсказания рождения бозона Хиггса, исследование эволюции дифракционной картины) 3.Исследование одиночной и двойной перезарядки (извлечение полных и упругих сечений пион-протонных и пион-пионных взаимодействий) 4.Модификация ZDC Перспективы 1.Рождение 2-х струй в одиночной (σ~20 нб) и двойной (σ~0.5 нб) перезарядке (извлечение PDFs пиона, сеч. в кин.обл.: ξ 40 Гэв). 2.Развал протонов и пионов на 3 (2) струи с поперечными импульсами ~ 5 Гэв: дифракционные процессы pp3j+p(~4 пб), πp2j+p, πpπ+3j, ππ2j+π (прямая индикация структуры адронов!) [D.Yu Ivanov et al., DIFFRACTION 2008]