Н.С.Топильская – ИЯИ РАН

РОЖДЕНИЕ СОСТОЯНИЙ ЧАРМОНИЯ В СТОЛКНОВЕНИЯХ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ

Сессия- конференция секции ЯФ ОФН РАН,

ИТЭФ

Ноябрь 29, 2007

● 33 г. назад: открыто J/ψ, 21 г. назад: Matsui & Satz

- цветное экранирование в деконфайнменте- → J/ подавление = “важный сигнал QGP”

● эксперимент и теория с тех пор изучают проблему → ситуация гораздо сложнее- холодная ядерная материя / эффекты начального состояния

● “нормальное” ядерное поглощение● затенение - shadowing● насыщение, color glass condensate

– подавление комуверами– добавление от c, ’– последовательное подавление(сначала: c, ’, J/ только >> Tc)– регенерация через статистическую адронизацию или

коалесценцию чарма

ИТЭФ, Н.С.Топильская, Ноябрь 29, 2007

Чармоний

●важно для “насыщенного” поля чарма, т.е. RHIC и LHC

Экспериментальные данные CERN SPS по J/ψ и ψ′ поглощениюNA50 данные p-A и Pb-PbNA60 In-In и р-А данныеЭкспериментальные данные RHIC по J/ψ

Cравнение с теоретическими моделямиПоглощение на рожденных адронах (“комуверы”)Поглощение в QGP+на адронах+регенерацияПоглощение из-за (percolation) фазового переходаВыводы

ИТЭФ, Н.С.Топильская, Ноябрь 29, 2007

СодержаниеСодержание

Эксперимент NA50

J/ детектировались по распаду на мюонные пары

Димюонный спектрометр: Детекторы EM калориметр (1.1< lab

<2.3)

2.92 < ylab

< 3.92 центральности: ZDC калориметр (lab

> 6.3)

cos CS

0.5 Детектор множественности (1.9<lab

<4.2)

Pb-Pb 158 Гэв/с p – A 400 ГэВ/с 2000 г. Дата Под-мишени Число J/ Мишень Число J/ 1995 7 50000 Be 38000 1996 7 190000 Al 48000 1998 1 49000 Cu 45000 2000 1 в вакууме 129000 Ag 41000 W 49000 Pb 69000Подавление рождения J/рассматривалось как один из важных сигналов образования QGP

(Matsui-Satz 1986)

Спектр инвариантных масс димюонов

Спектр инвариантных масс димюонов

J/ψ подавление от p-A до Pb-Pb столкновений

Projectile

Target

J/

Рождение J/ψ интенсивно изучалось в p-A, S-U и Pb-Pb столкновениях в экспериментах NA38 и NA50 ЦЕРНа

J/ normal nuclear

absorption curve

• Легкие системы и периферические Pb-Pb cтолкновения: J/ поглощается ядерной материей

Переменная здесь L (длина ядерной материи, проходимой J/

• Центральные Pb-Pb cтолкновения: L зависимость изменяется - аномальное подавление

~( ) absLS J e

4.18 0.35mbJabs

•NA50: Аномальное подавление рождения J/ψ в Pb-Pb NA60 : существует ли оно в более легкой In-In системе ?

Какой параметр лучше :L, Npart, плотность энергии?

S-U

In-In

Pb-Pb

Npart

L (f

m)

pure Glauber calculation

J/ψ подавление

Эксперимент NA60

MUON FILTER

BEAMTRACKER

TARGETBOX

VERTEX TELESCOPE

Dipole field2.5 T

BEAM

IC

not to scale

• Источник мюонов может быть определен• Улучшено разрешение по массе димюонов

Сшивка треков по координате и импульсу

ZDC

Позволяет получать центральность столкновения

beam

~ 1m Muon Spectrometer

MWPC’s

Trigger Hodoscopes

Toroidal Magnet

IronwallHadron absorber

ZDC

Target area

Высоко гранулярный и радиационно стойкий силиконовый трековый вершинный телескоп перед абсорбером

Фазовое прстранство:-0.5 < cosCS < 0.5 2.92 < yLAB < 3.92

J/ рождение в In-In столкновениях

• J/ массовое разрешение улучшено (от ~105 MэВ до ~70 MэВ)

• уменьшен комбинаторный фон (от ~ 3% до <1% в 1 σ от J/ пика)

• димюонная вершина выбирает димюоны, рожденные в In-In cтолкновениях

• статистика уменьшается (сшивка : ~ 70% для J/)

Полученная статистика J/ (до сшивки -1 после сшивки -2):

• ~ J/ 45000(1), 29000(2)• ~ 300 Drell-Yan (Mass >4.2 GeV)•2 анализа•Используется выборка 1 и нормировка на Дрелл-Яна•Используется 2 и нормировка на расчет J/ψ с учетом ядерного поглощения

Кривая нормального поглощения основана на результатах NA50. Ее неопределенность (~ 8%) при 158 ГэВ определяется (модельно зависящей ) экстраполяцией от 400 и 450 ГэВ p-A данных. нужны p-A данные при 158 ГэВ

Сравнение результатов J//DY

“Аномальное поглощение” существует уже в In-In

Сравнение результатов J//DY в p-A

NA60 p-A 158 ГэВ результаты подтвердили, что пересчет от 400 и 450 ГэВ к 158 ГэВ правильный.

(J/)/DY = 29.2 2.3L = 3.4 fm

J/ в In-In

Данные сравниваются с теоретическими распределениями J/ , полученными в модели Глаубера с учетом нормального ядерного поглощения.

Aномальное подавление (Самые) Центральные точки имеют значительные ошибки

Nuclearabsorption

Отношение измеренное/ ожидаемое нормировано на стандартный анализ

Сравнение результатов J/ от Npart

NA50: Npart определяется по Et (левая) и Ezdc (правая, как в NA60)

Подавление J/ в In-In согласуется с результатами Pb-Pb S-U имеет другое поведение

Подавление ’

NA50 Pb-Pb, p-A и NA38 S-U ’ данные

abs = 8 ± 1 mb

abs ~ 20 mb

’’

J/

Подавление ’(NA38, NA50, NA60)

Маленькая статистика в NA60 In-In для ’ (~300) Наиболее периферическая точка (Npart~60) – нормальное поглощение Хорошее согласие с Pb-Pb результатами

Preliminary!

Подавление сопутствующими адронами (“комуверы”)

In-In 158 GeV

The model takes into account nuclear absorption and comovers interaction

with σco = 0.65 mb (Capella-Ferreiro) EPJ C42(2005) 419

J/

NC

oll

nuclear absorption

comover + nuclear absorption

Pb-Pb 158 GeV

(E. Ferreiro, private communication)

NA60 In-In 158 GeV

QGP + адроны + регенерация + эффекты среды

Pb-Pb 158 GeV

B

J/

/D

Y

Nuclear Absorption

Regeneration

QGP+hadronic suppression

Suppression + Regeneration

In-In 158 GeV

Number of participants

fixed thermalization timecentrality dependent thermalization time

Модель учитывает одновременно диссоциацию и регенерацию в QGP и в

адронном газе (Grandchamp, Rapp, Brown)EPJ C43 (2005) 91

centrality dependent thermalization time

fixed thermalization time

NA60 In-In 158 GeV

The dashed line includes the smearing due to the resolution

Подавление из-за (percolation) фазового перехода

Предсказание: резкий спад (из-за исчезновения c мезона) при Npart ~ 125 для Pb-Pb и

~ 140 для In-In

Модель - Digal-Fortunato-Satz

Eur.Phys.J.C32 (2004) 547.

Pb-Pb 158 GeV

NA60 In-In 158 GeV

• Cравнение выхода J/ c расчетами

• ядерное поглощение ---• максимально возможное __ поглощение в адронном газе (T = 180 MэВ)

• Pb-Pb и In-In (в меньшей степени) показывают дополнительное подавление

L. Maiani et al.,Nucl.Phys. A748(2005) 209F. Becattini et al.,Phys. Lett. B632(2006) 233

Максимальное адронное поглощение

l -поперечный размер файер- болла

Распределение J/по поперечному

импульсу

Распределение J/по поперечному импульсу

Изучение <pT2> и T в

зависимости от центральности

NA60 In-In

Распределение J/ по поперечному импульсуРаспределение J/ по поперечному импульсу

<pT

2> как функция L

Фитирование : <pT

2>(L) = <pT2>pp + αgN L

<pT2>pp= 1.08 ± 0.02 ГэВ2/c2

χ2= 0.85 αgN = 0.083 ± 0.002 ГэВ2/c2фм-1

Наблюдаемая зависимость - описываетсямоделью взаимодействия партонов в начальном состоянии

Сравнение T( J/ψ)Сравнение T( J/ψ)

Fitting functionsФитирующие функции: dN/dMT ~ MT

2K1(MT/T) – NA50dN/dMT ~ MT exp(-MT/T) – NA60 – дает более низкие значения T ~ 7 MэВ

T(J/ψ) в зависимости от плотности энергии

При энергиях SPS для всех систем TJ/

линейно растет с ростом плотности энергии.

Для самых центральных Pb-Pb событий рост становится более пологим.

T(=0) =( 182)2 MeV Tslope = ( 20.16 1.04) 10-3 fm3

Tslope(cent Pb-Pb)=(8.87 2.07) 10-3 fm3

R(slopes)=2.27 +/- 0.54

• Аномальное подавление J/ открытое в Pb-Pb столкновениях, существует уже в In-In столкновениях

• Подавление зависит от центральности и проявляется при числе нуклонов – участников ~ 90 в In-In и ~125 in Pb-Pb

• Ни одна из имеющихся моделей не может одновременно описать

Pb-Pb и In-In данные

Выводы для SPS данныхВыводы для SPS данных

RAA=NAA/(Npp*<Ncoll>)

Подавление J/ на RHICе

Сравнение с моделями

Переопределение поглощения J/ (комуверы, подавление без регенерации …)

Модели с регенерацией или детальным прохождением J/ лучше описывают данные, но дают распределение по быстроте существенно уже экспериментальных.

Satz

Rapp

Capella

J/,’,c

All models for y=0

nucl-ex/0611020

nucl-ex/0611020

Yan, Zhuang, Xunucl-th/0608010

PHENIX – новые данные, улучшена статистика

без регенерации с регенерацией

Распределение по быстроте, RHIC

Регенерация в модели статистической адронизации. P.Braun-Munzinger, nucl-th/0701093

Подавление J/ψ (SPS и RHIC)

Выход J/ψ, нормированный на число столкновений в зависимости от Npart.Мы видим хорошее согласие данных: –описание- задача теории.

Начало - : Karsch, Kharzeev and Satz.,PRL637(2006)75

21 ± 5 % J/ мезонов, измеренных на HERA-B - от c decays

Меньше, чем прежнее значение 30–40% ( прежние HERA-B данные)

Наблюдаемые J/ мезоны: 7% из ’ распадов, ~20% from c распадов

более 70% прямых J/ψ

J/ψ от распада ’ и c

Модели с регенерацией

Без регенерации

E.G.Ferreiro and A.Capella, 2007Shadowing + medium effects+ comovers

• При энергиях SPS аномальное подавление J/, открытое в Pb-Pb, существует уже в In-In

• Ни одна из существующих моделей не может одновременно описать Pb-Pb и In-In данные

• Существует сильное подавление уже в S-U,Pb-Pb и In-In

•При энергиях RНIC подавление рождения J/ такого же порядка, как на SPS, и одинаково для различных систем

•Теоретические модели не могут описать всю совокупность данных

•Нужны новые эксперименты с хорошей статистикой в широкой области энергии и новые теоретические модели Планы: RHIC-II, LHC, FAIR.

ЗаключениеЗаключение

Backup

Backup

Backup

Сравнение J/ и ’

p-A, S-U и Pb-Pb данные в зависимости от L

S-U, In-In и Pb-Pb данные для J/ в зависимости от Npart

NA38 / NA50

J/

’

J/

NA38 / NA50/ NA60

Preliminary!

’

p-A, S-U, In-In и Pb-Pb данные в зависимости от L

Сравнение J/ и ’ NA38/NA50 S-U, In-In и Pb-Pb данные не согласуются в зависимости от L

Поведение до появления In-In данных

J/

’

p-A S-U / Pb-Pb

J/

’

p-A S-U / Pb-Pb

Поведение, если исключить S-U данные

Распределение J/ по поперечному импульсуРаспределение J/ по поперечному импульсу

<pT

2> как функция L

Распределение J/ по поперечной массеРаспределение J/ по поперечной массе

Pb-Pb 2000

T=236 ± 1 MeV

Fit MT distribution with a modified Bessel Function MT

2K1(MT/T) gives inverse slope parameter T - effective temperature of the system in thermal models

TJ/ψ в зависимости от Ет

The inverse slope parameter T shows an increase followed by saturation for the central events. The T behaviour is similar <pT

2> as a function of ET

Подавление J/ в р-А на RHICе

• most central collisions suppressed to ~0.2• forward suppressed more than mid-rapidity

• saturation of forward/mid suppression ratio rapidity @ ~0.6 for Npart ≥ 100?• trend opposite to that of CNM (solid lines) and comover (dashed) models Also CuCu preliminary results

(open circles) follow AuAu trend vs centrality for Npart below ~100

nucl-ex/xxx

PHENIX Run4 AuAu final results (nucl-ex/0611020)1st high statistics J/ measurements at RHIC

PHENIXnucl-ex/0611020

CNMcomovers