/
Fyzika  s  ťažkými   iónmi Fyzika  s  ťažkými   iónmi

Fyzika s ťažkými iónmi - PowerPoint Presentation

basidell
basidell . @basidell
Follow
343 views
Uploaded On 2020-10-06

Fyzika s ťažkými iónmi - PPT Presentation

alebo mal ý tresk Karel Šafařík CERN 11 April 2013 Experiment ALICE at LHC KSafarik 1 Hmotnosť nukleónov 6 June 2011 2 S hmotnosti kvarkov 1 hmotnosti ID: 813312

gev april lhc pre april gev pre lhc pri naru

Share:

Link:

Embed:

Download Presentation from below link

Download The PPT/PDF document "Fyzika s ťažkými iónmi" is the property of its rightful owner. Permission is granted to download and print the materials on this web site for personal, non-commercial use only, and to display it on your personal computer provided you do not modify the materials and that you retain all copyright notices contained in the materials. By downloading content from our website, you accept the terms of this agreement.


Presentation Transcript

Slide1

Fyzika s ťažkými iónmialebo malý tresk

Karel Šafařík, CERN

11 April 2013 Experiment ALICE at LHC K.Safarik

1

Slide2

Hmotnosť nukleónov6 June 20112

S

hmotnosti

kvarkov

~

~ 1 %

hmotnosti

p/n

!

väzbová energia

Od velkeho tresku k LHC - stvorenie Vesmiru v laboratoriu

Slide3

CERN, 27 April, 2007Fyzika tázkých iónov Karel Šafařík3Vákum v QED a QCD kvantová elektrodynamika: QEDkvantová chromdynamika: QCDEnergia páru nábojov spontánne narodených vo vákuu

– kvantová fluktuácia (h = 1, c = 1):

Ekin = p ~ 1/r (pr

≥ 1) E

pot = – q

2/(4πr) (q = e or q = gs)E =

E

kin

+

E

pot

= (1/r)(1 – q

2/4π)v QED toto je pravda

pre

lubovlonú

š

kálu

” (

u

ž

po

Planckovu

š

kálu

” ~ 10

-20

fm)

v QCD to je

v

š

ak

správne

len

pre

velmi

malé

vzdialenost

’,

niekol’ko

fm (10

-13

cm)

Slide4

6 June 2011Od velkeho tresku k LHC - stvorenie Vesmiru v laboratoriu4Prípad QEDv QEDq2 = e2 = 4παem αem sa mení zo vzdialenost’ou (polarizácia vákua)

kde pre velké vzdialenosti αem = 1/137

pri EW (elektro-slabej) škále (r = 210-3

fm) αem

= 1/128pri Planckovej “š

kále” (r = 10-20 fm) αem = 1/76To znamená, ze číselný faktor pred 1/r:

(1 – q

2

/4

π

)

sa mení zo vzdialonost’ou, ale

len málo, medzi 0.987 – 0.993 (i.e. 0.6%) ak meníme vzdialenost’ od Planckovej “škály” až po nekonečno…

Slide5

6 June 2011Od velkeho tresku k LHC - stvorenie Vesmiru v laboratoriu5Prípad QCDv QCDq2 = gs2 = 4παskde

αs sa zmenšuje vel’mi rýchlo zo vzdialonost’ou (asymptotická sloboda)

pri Planckovej škále α

s = 0.04pri elektro-slabej skále

αs

= 0.118pri LQCD ≈ 0.2GeV (r ≈ 1 fm) αs ≈ 1numerický faktor (1 – q

2

/4

π

) = 1 –

α

s

sa znižuje so vzdialenost’ou, pri Planckovej škále je 0.96ale pozor, pre r ≈ 1 fm uz je záporný !pri vačších vzdialenostíach je E = σ

r (

σ

≈ 1 GeV/fm)

a tento faktor je opät’ kladný

Slide6

CERN, 27 April, 2007Fyzika tázkých iónov Karel Šafařík6QED versus QCDQED

QCD

Energy of pair

Energy of pair

Distance

Distance

r = 1fm

Kinetická energia stále dominuje

nad potenciálnou (pole je slabé)

virtual páry

Energia skrytá v poli prevázi pri

nejakej vzdialenosti kinetickú

reálne páry – vakuový kondensát

Slide7

CERN, 27 April, 2007Fyzika tázkých iónov Karel Šafařík7Symetrie QCDQCD má dve približné symetrie:Z3–(centre)

symetriu (pre čisto kalibra

čnú toer,

v limite mq

  ) chirálnu

symetriu (obnovenú pre nulové hmotnosti, t.j. mq 0)

Pri

vel’kých

hustotách

a

teplotách sa nakoniecZ3–symetria naruší (prechod od confinementu k deconfinementu

)

chirálna

symetria

obnoví

(

chirálny

fázový

prechod

)

Otázky

:

existuje

jeden

spolo

č

fázový

prechod

alebo

dva

nezávislé

?

akého

druhu

je

tento

(

tieto

)

fázový

(é)

prechod

(y)

prvého

druhu

(

latentné

teplo

) ?

druhého

druhu

(

len

zlom

) ?

alebo

je to

len

cross-over

prechod

?

Slide8

CERN, 27 April, 2007Fyzika tázkých iónov Karel Šafařík8Chirálna symetriaPre mq 0 helicita kavarkov sa

zachovávapreto

že gluóny

majú

helicity ±1 QCD

teória v tejto limite má SU(3)L

SU(3)

R

symetriu

QCD

svet

sa rozpadol na dva

svety

ktoré

navzájom

nekomunikujú

lavácky

svet

a

pravácky

ak

dáme

do QCD

vákua

nehmotný

lavoto

č

ivý

kvark

, on

ž

e

anihilovat

’ s

lavoto

č

ivým

anti-

kvarkom

z

vákuového

kondenzátu – tým sa ale oslobodí pravotočivý kvarkpre vzdialeného pozorovatela naš testový kvark spontánne zmenil helicitu a preto musel nejako získat’ dynamickú hmotnost’ !QCD kvark—anti-kvarkový kondenzátate generuje dynamické kvarkové hmotnost a narušuje chirálnu symetriuak zvýšime teplotu kinetická energia nabitého páru (nad nejakou hodnotou) prevýši potenciálnu energiukvark—anti-kvark kondenzát zmizne z vákuachirálna symetria sa obnoví nad nejakou kritickou teplotouhodnota <0|qq|0> je “order parameter” fázového prechodu

Slide9

CERN, 27 April, 2007Fyzika tázkých iónov Karel Šafařík9Confinement (uveznenie)hmotné kvarky v čisto gluónovom vákuume pri nulovej teplotenie sú viditelné detektorom kvôli deštruktívnej inerferenciiexpectation hodnota pre stopu kvarkového propagátoru – 3–hodnotový path integrál s rôznými fázami exp (i  2πj/3), j=1,2,3 (generátory Z3)

zvyšujúc teploty T až po nejakú hodnotu toto zostane tak

až pokial gluónové pole bude mat’ dostatok času sledovat’ (koherentný rearangement) ná

š testový farebný náboj Dalšie zvý

šenie teploty (nad nejakú kritickú hodnotu) gluónové pole nebude mat’ dostatok

časuInterferencia troch ciest sa narušítest farebný náboj sa stane detekovatelný, bude deconfinovanýToto sa dá spočítat’ analytickým predlžením kvarkového propagátoru v komplexnom case (t = +i/T) – Polyakov loop – ktorý sa stane nenulovým pre T > Tc

Polyakov loop je “order parameter” fázového prechodu

Slide10

CERN, 27 April, 2007Fyzika tázkých iónov Karel Šafařík10Symetrie QCDObidve symetrie sú narušené dynamickyZ3 symmetria je narušená kinetickou energiou (pri vysokej T)order parameter (Polyakov loop) je nulový pod Tc a nenulový nadje to “order – disorder” fázový prechod, Z3 je naruš

ená nad Tcchirálna symetria je narušená potenciálnou energiou (pri nizkej T)

order parameter (kvark—anti-kvarkový kondenzát) je nenulový pod Tc a nulový nadje to “disorder – order” fázový prechod, chirálna symetria je obnovená nad T

cObidve sú však naruš

ené aj explicitne – hmotnost’oupre malost’ mq

je reálne že scénar ohl’adom chirálnej symetrie zostane dobrým priblíženímale čo so Z3 symetriou, prečo nie je úplne zničená malost’ou m

q

?

Slide11

CERN, 27 April, 2007Fyzika tázkých iónov Karel Šafařík11Obnovenie konfinementuKed sa snažíme znižit’ mq z nekonečna na ich vlastnú (malú) hodnotu to co sa stane závisí od teploty:pri nízkych teplotách mq sa efektívne prestane znižovat’ ked’ prídeme pod dynamickú hmotnost’ kvarku Mq ≈ 350 MeV preto

že chirálna symetria je narušenáZ3 symetria zostane pribli

žnou symetriou pri nízkych teplotách aj po takomto tvrdom pokuse o explictné narušenie

narušenie chirálnej symetrie efektívne zvyšuje hmotnosti kvarkov a preto riadi obnovenie Z

3 symetrie

toto je argument preto, aby obidva fázové prechody nastali v tom istom bode

Slide12

CERN, 27 April, 2007Fyzika tázkých iónov Karel Šafařík12Fázy QCD – hračkársky modeluvážme fázu v confinemente (hadrónový plyn, HG) z piónov deconfinovanú fázu (

kvark—gluónovú plazma, QGP) z gluónov a

dvoch typov (vôní) kvarkov

stavové rovnica pre ideálny

plyn

e = (g/30) π2T4 , p = /3 = (g/90) π

2

T

4

kde

g = nb + (7/8) nfpre HG n

b

= 3,

n

f

= 0

p

HG

= (1/30)

π

2

T

4

pre QGP:

n

b

= 16,

n

f

= 24 ale

teraz

máme

aj

vonkaj

š

í

tlak

od QCD

vákua

B

p

QGP

= (37/90)

π

2T4 – Bna hranici dvoch fáz – tlak musí byt’rovnakýTc = (90B/34π2)1/4 = 144 MeV pre B1/4 = 200 MeV (MIT bag model)

Slide13

CERN, 27 April, 2007Fyzika tázkých iónov Karel Šafařík13Fázy QCD – poruchová teóriapri nenulovej baryónovej hustote – prvý rád p-QCDe = [16(1 – 15

αs/4

π) + (7/8)12nq(1 – 50

αs/21

π)] (1/30)

π2T4 + + Σq 16(1 – 15

α

s

/2

π

) (3/

π

2)μq2(π2T4

+

μ

q

2

( /2)

(pre

μ

q

= 0,

α

s

= 0,

a

n

q

= 2

dostaneme

š

hra

č

kársky

model)

pou

ž

ijúc

α

s

= 0.4

tou

istou

cestou

dostaneme Tc = 164 MeVDnes analytické výpočty existujú aj pre vyššie rády

Slide14

Slide15

Slide16

Slide17

Slide18

Slide19

Slide20

Slide21

Slide22

Slide23

p+ + p-

K+ + K-

Identified particles at

intermediate

pT

11 April 2013 Experiment ALICE at LHC K.Safarik● charged particles

different centralities for identified particles For pT below ~ 7 GeV/

c

:

R

AA

(

p

) <

R

AA

(

h

±

)

,

R

AA

(K) ≈

R

AA

(

h

±

)

For

p

T

below ~ 7

GeV

/

c

:

R

AA

(

p

) <

R

AA

(

h

±), RAA(K) ≈ RAA(h±), RAA(p) > RAA(h±)For pT below ~ 7 GeV/c: RAA(p) < RAA(h±)At higher pT: RAA are compatible23p + p40–60%20–40%60–80%10–20%5–10%0–5%Talks by M.IvanovA.OrtizVelasquez

Slide24

Identified-particle v211 April 2013 Experiment ALICE at LHC K.Safarik

24

Talks by

S.Voloshin

F.Noferini

v

2

for

p

, p, K

±

, K

0

s

,

L

,

f

(not shown for

X

,

W)

f

at low

p

T

(<3

GeV

/

c

) follows mass hierarchy

– at higher

p

T

joins mesons

o

verall qualitative agreement with hydro up to

p

T

1.5–3

GeV

/

c

(

p

–p); quantitative precision needs improvements – hadronic afterburner

n

q

(

m

T

)-scaling worse than at RHICnq(pT)-scaling at pT > 1.2 GeV/c violation 10–20%

Slide25

v2 and v3 versus h11 April 2013 Experiment ALICE at LHC K.Safarik25

v

2

and

v

3 measurements extended up to h = 5 observed plateau in pseudorapidity (|

h

| < 2)

v

ery good agreement between ALICE and CMS for

v

2

in |h| < 2.4consistent with longitudinal scaling in h

y

beam

with PHOBOS data

Talks by

S.Voloshin

A.Hansen

Slide26

0–5%5–10%10–20%

40–50%

30–40%

20–30%

v

2 , v3, v4 versus pT

11 April 2013 Experiment ALICE at LHC K.Safarik

26

arXiv:1205.5761

[

hep

-ex]

Talk by

S.Voloshin

v

n

measurements up to 20

GeV

/

c

– where dominated by jet quenching

Non-flow effects suppressed by rapidity gap or using higher

cumulants

N

on-zero value of

v

2

at high

p

T

both for

Dh

> 2 and 4-particle

cumulant

v

3

and

v

4

diminish above 10

GeV

/

c

– indication of disappearance of fluctuations at high

p

T

W.Horowitz,M.Gyulassy

,

J.Phys

. G38 124114

Slide27

D meson RAA11 April 2013 Experiment ALICE at LHC K.Safarik27

Average D-meson

R

AA:–

pT < 8

GeV/c hint of slightly less suppression than for light hadrons– pT > 8 GeV/c both (all) very similarno indication of colour charge dependence

Talks by

Z.Conesa

del Valle

A.Grelli

Slide28

D meson v211 April 2013 Experiment ALICE at LHC K.Safarik28

Talks by

Z.Conesa

del Valle

D.Caffarri

Non-zero D meson

v

2

observed

Comparable to that of light hadrons

Expressed as event-plane dependent

R

AASimultaneous description of RAA and v2c-quark transport coefficient in medium

Slide29

J/y RAA centrality dependence 11 April 2013 Experiment ALICE at LHC K.Safarik

0<

p

T

<2

GeV/c5<p

T

<8

GeV

/c

29

J/

y

suppression measurements both in central and forward regions

– from

N

part

> 100 suppression independent of centrality

in central

collisions, less suppression than at RHIC

– at low

p

T

(< 2

GeV

/

c

) less suppression than at high

p

T

, especially

in more central collisions

Indication of J/

y

regeneration at low

p

T

?

Talks by

E.Scomparin

R.Arnaldi

I.Ch.Arsene

Slide30

J/y RAA vs. centrality and pT 11 April 2013 Experiment ALICE at LHC K.Safarik30

regeneration

total

primordial

regeneration

total

primordial

total

total

regeneration

0–20%

40–90%

Comparison to regeneration model:

X.Zhao

,

R.Rapp

NPA 859

114

Different suppression pattern at low/high-

p

T

At low

p

T

~50% J/

y

from recombination

Fair agreement for different centralities

Statistical hadronization model also

d

escribes the data:

P.Braun-Munzinger

et al.

Talks by

E.Scomparin

,

R.Arnaldi

Slide31

Slide32

Slide33

Slide34

Slide35

Slide36

Slide37

Slide38

Related Contents


Next Show more