Центральность в А-А столкновенияхЦентральность в А-А столкновениях

Корреляция множественности частиц с прицельным параметром между ядрами в А-А столкновениях

Или масштабирование – пропорциональность N ch величинам < Tcoll(b) > или < N wound (b) >

N ch < Tcoll(b) > или N ch < N wound (b) >

Preliminary sNN = 200 GeV

N charge

Центральность в АЦентральность в Аu + Auu + Au столкновениях столкновениях

Классы центральности :ch / geom % geom = 2 (r 0 (A 1/3 + B 1/3)) 2 , r 0 =1.13 fm

Центральные

Периферические

<N<Nbinbin>> и и <N <Npartpart> >

%geo <Npart> <Nbin> <Nbin>/<Npart>0-5 352 (6

7) 990.0 (6977) 2.85 (0.17)

5-10 298 (1010) 783.7 (71

74) 2.65 (0.17)10-20 232 (11

10) 563.2 (6459) 2.43 (0.17)

20-30 165 (1312) 355.0 (53

49) 2.14 (0.17)30-40 114 (13

12) 213.9 (4136) 1.86 (0.16)

40-60 61 (1010) 91.8 (22

23) 1.44 (0.14)60-80 19.8 (5

6) 20.0 (79) 0.96 (0.10)

sNN = 200 GeV Monte Carlo Glauber Calculation, Au+Au

0 = .169346 nucleons/fm3, r0 = 6.38 0.06 fm, c0 = 0.535 0.027 fm

Woods-Saxon Parameters:

Cross-sections: NN = 42 1 mb, geo = 7.2 0.4 b

РезультатыРезультаты Au+Au Au+Au столкновенийстолкновений (PHOBOS) (PHOBOS)при разных энергияхпри разных энергиях

Число заряженных частиц к числу участвующих пар нуклонов <N part> не зависит от центральности столкновений, т.е. N ch < N part > и растет с ростом ss

The Return of the Wounded Nucleon

Model…Bialas & Czyz 1976, Elias et al 1978

Backer, QM-2002

_pp

PHOBOS Au+Au

19.6 GeVpreliminary

130 GeV

200 GeV

Отсутствие пропорциональностиОтсутствие пропорциональности N ch <N part> для области |||<1|<1

PRC 65 (2002) 061901R

M.Baker, QM2002

dN AA /d = { (1 – x(s)) < Tcoll > + x (s) < N wound > } dN pp /d D.Kharzeev, nucl-th/0211083

Эволюция подавления адронов при высоких рЭволюция подавления адронов при высоких рТТ

PHENIX STAR

Чем больше <N part> , тем больше центральность A-A столкновения именьше выход частиц

А-А столкновенияА-А столкновения

Зависимость от PPTT и от центральности <N <N partpart> > = <N= <Nwoundwound>>

Выход частиц, модифицированный ядром, в А+АВыход 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 <TAA> =<Tcoll>

Зависимость Зависимость RRAAAA (p (pTT) ) от энергии для центральных А-А от энергии для центральных А-А столкновенийстолкновений

Самый впечатляющий результат – выход на scaling по <N part > !!!

S.Margets ,CMS-DELPHY, 2003 PHENIX Au+Au

N part

N coll

Leading Hadrons in Fixed Target ExperimentsLeading Hadrons in Fixed Target Experiments

AAMultiple 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,…

tppA ppA

S.Margets (STAR),CMS-DELPHY, 2003

Зависимость подавления заряженных адронов от Зависимость подавления заряженных адронов от быстроты быстроты

BRAHMS R CP(pT) for =0 / =2.2

Нет уменьшения выхода частиц с ростом ppTT при =2.2 в центральных столкновениях !

ВопросыВопросы

Почему N ch < N wound > 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?

При больших PPTT >> 44 ГэВ ГэВ N ch < N wound >, но не N ch < Tcoll >

А-А столкновенияА-А столкновения

Зависимость от сорта частицсорта частиц. . Химический потенциал.Химический потенциал.

Ratio antibarion/barionRatio antibarion/barion

Отношение систематически увеличивается с ростом числа странных кварков и с ростом энергии!

STAR QM Poster on19.6 GeV data: D. Cebra

Net protonsNet protons= = NNpp-N-Npbarpbar

Net protons at ycm decreasing with increasing energy

130 GeVAu+Au

(p - p)

А-А столкновенияА-А столкновенияФазовые переходы при конечной барионной плотности A.D.Panagiotou, P.G.Katsas

hep-ph/0212082

HG – hadron gasDQM – deconfined quark matterQGP – quark-gluon plasma

s - strange chemical potential q=u,d - quark chemical potential

Отношение выходов адронов, отнесенное к числу Отношение выходов адронов, отнесенное к числу бинарных столкновений для центральных и бинарных столкновений для центральных и

периферических соударенийпериферических соударений R R CPCPPHENIX STAR

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/ ~ 0.1-0.3

Geometry of Heavy Ion Collisions

x

z

y

Non-central Collisions

Elliptic Flow

Азимутальная корреляция адронов, отобранных Азимутальная корреляция адронов, отобранных вдоль лидирующих частиц: сигнал струйвдоль 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

Коллективный эллиптический поток, Коллективный эллиптический поток, vv 22

Сравнение с расчетами в гидродинамической моделиСравнение с расчетами в гидродинамической модели

PHENIX STAR

Несоответствие расчетам при рТ > 3 GeV/c

Зависимость от Зависимость от <N part> и от псевдо-быстротыпсевдо-быстроты

Существенное уменьшение v 2 с ростом | | - противоречие идее инвариантности - зависимости в продольном направлении по

Коллективный эллиптический поток, Коллективный эллиптический поток, vv 22

Гидродинамика + погашение струйГидродинамика + погашение струйA.Steinberg (BNL), nucl-ex/0105013

Сравнение vv 22 (pT) для заряженных частиц с расчетом по гидродинамике с учетом погашения струй (Gyulassy, Levai, Vitev. NPB571(2000)197 )

24

Выход на плато для KS и Λ (pT scale)

В чем физическая причина насыщения v2 и подавления RAA?

Как тип частицы влияет на pT scale? • pT

meson≈2·pTparton?

• pTbaryon≈3·pT

parton?

Насыщение v2 и спад RAA с ростом pT коррелируют.S.Margets (STAR),CMS-DELPHY, 2003

А-А столкновенияА-А столкновения

Результаты Результаты d+A d+A столкновенийстолкновений

Результаты Результаты d-A d-A столкновенийстолкновений(нет плотной горячей материи)(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 pT =2.5 ГэВ/с ядерный фактор R dAu =1.4 и уменьшается к 1.• Азимутальная корреляция подобна р+р столкновениям

А-А столкновенияА-А столкновения

Размеры системы адроновРазмеры системы адроновпосле вымораживания.после вымораживания.

Outline of a heavy ion collisionOutline of a heavy ion collisionhadron production

pre-collision

(very) early environment

QGP (?) and parton production hadron reinteraction

time

dN/dt

Chemical freeze outKinetic freeze out

STAR QM Talk: F. RetiereCollision images: S. Bass

HBT HBT интерферометрияинтерферометрия 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.: 2

21

21 )(exp1)()(

),()( Rqkpkp

kkpqC where:

• q : four-momentum difference• k1, k2: four-momenta of two bosons• R : source dimensions (4-vector) • : chaoticity parameter; 0 < < 1

See for instance: Wong, p 431-475

Freeze-out conditionsFreeze-out conditions The information from the HBT radii provides a relation between the

transverse flow velocity T and freeze-out temperature TF

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:

TF 120 MeV

T 0.55

[H.Appelshäuser et al. (NA49), Eur. Phys. J. C 2 (1998) 661][B.Tomášik et al., nucl-th/9907096]

QuickTime™ and a GIF decompressor are needed to see this picture.

Evolution time scale from STAR dataEvolution time scale from STAR data

1 fm/c 5 fm/c 10 fm/c 20 fm/ctime

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???

Two-Pion HBT for Au+Au at 130 and 200 GeV

Radii increase with centrality;

decrease with increasing <mT>

RO/RS < 1

Sinyukov* fits:

A~ (source lifetime)

(central) = ~10 fm/c

(midcentral) = ~9 fm/c

(peripheral) = ~8 fm/c

TmA /

(*Makhlin and Sinyukov,Z.Phys. C39, 69 (1988))

(see Talk by M. Lopez-Noriega)

(out)

(side)

Сдвиг массы Сдвиг массы 00 (770) в (770) в p+p p+p и Аи Аu+u+ААuu столкновениях при столкновениях при ss = 200 ГэВ200 ГэВ, 3.3<| , 3.3<| |<5.0 |<5.0

J.Adams et al (STAR), nucl-ex/0307023

сдвиг 50 MeV !!!1.Эффект перерассеяния 2. Взаимодействие с ядерной материей

A) A) ЗаключениеЗаключение

При усреднении по PPTT результаты N N chch ((ss) ) для для А + АА + А и и e+ ++ e совпадают Выход h и 0 при высоких PPTT > 4 ГэВ/с

подавлен в (А+А) центральных столкновениях в 4-5 раз в сравнении с р+р и

(А+А) периферическими столкновениями Среднее значение < PPTT >АААА растет с N N chch и ss и

< PPTT >eeee < PPTT >АААА < PPTT >pppp 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/ ~ 0.1-0.3

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 v2(pT)

B) B) ЗаключениеЗаключение