A királis szimmetria helyreállása forró kvarkanyagban I ...atomfizika.elte.hu/magreszfiz/kaszagabor_ua1.pdfA királis szimmetria helyreállása forró kvarkanyagban 3pt - - Kísérleti

UA(1) helyreállása

Kasza Gábor

I. Elméleti bevezető

II. η′ a közegben

III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

A királis szimmetria helyreállásaforró kvarkanyagban

- Kísérleti Mag- és Részecskefizika Szeminárium -

Kasza Gábor

2016. XI. 28.

1 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

Tematika

I Elméleti bevezetőI η′ a forró kvarkanyagbanI Detektorok a dileptonok mérésébenI Dilepton spektrumok vizsgálataI Szimulációk és eredményekI További célok

2 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


I Mi az, hogy királis szimmetria?I Bal- és jobbkezes terek:

qkL =

1− γ5

2qk qk

R =1+ γ5

2qk

I A QCD Lagrange-függvénye:

LQCD =∑

k=flav.

(q̄k

L iγµDµqkL + q̄k

R iγµDµqkR

)−∑

k=flav.

mkq

(q̄k

L qkR + q̄k

R qkL

)I Királis szimmetria:

UL(3)× UR(3)→ SUL(3)× SUR(3)× UV (1)× UA(1)I Flavour szimmetria spontán sérülI UA(1) mk

q 6= 0 esetén expliciten sérülI UV (1) sértetlen: barionszám megmaradás

3 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


I 8 Goldstone-bozont találtunk (1 hiányzik)I Királis átmenet: η′ tömege lecsökkenI az η′ lenne a kilencedik Goldstone-bozon?

J. Kapusta, D. Kharzeev, L. McLerran: Phys.Rev. D53 (1996) 5028-5033

4 / 35

https://arxiv.org/abs/hep-ph/9507343


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

II. η′ a forró kvarkanyagban

I A közegbéli η′-k tömege lecsökkenI Alacsonyabb tömeg nagyobb keletkezési

hatáskeresztmetszetet biztosít:

σ ∝ mαη′e−

mη′

Tcond

I Definiálhatjuk a sokszorozási tényezőt:

fη′ =

(m∗η′

mη′

)αe−

mη′−m∗

η′Tcond

I Ki kéne mutatni kísérletileg, hogy több η′ keletkezik

5 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


I Energiamegmaradás:

m∗2η′ + p∗2T = m2η′ + p2

T

I A tömegmódosulás az impulzus rovására történik

I Ha p∗T >√m2η′ −m∗2η′ , akkor az η

′ kiszökhet a közegből

I Ha p∗T <√m2η′ −m∗2η′ , akkor az η

′ csak kifagyás utánszabadul a közegből

I Alacsony pT dominálI Bomlástermékek transzverz impulzusa alacsony

6 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


R. Vértesi, T. Csörgő, J. Sziklai: EPJ Web Conf. 13 (2011) 149-158

7 / 35

https://arxiv.org/pdf/1102.0785.pdf


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


I Kísérleti ellenőrzés: bomlástermékeken keresztülI η′ bomlási csatornái:

η′ −→ γ + γ

η′−→ l− + l+

η′ −→ η + π− + π+ −→ (π− + π+ + π0) + π− + π+

I 200 GeV Au+Au adatokban többlet az elmélethez képestI Más effektus is adhat magyarázatot (radiális folyás)

8 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

III. Detektorok a dileptonok mérésében

9 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


Globális detektorokI BBC, ZDCI ütközések centralitásaI vertex helyzete a nyalábirány mentén

BBC (Beam-Beam Counter)I 2 db detektor, az ütközési ponttól 1.44 m-reI töltött részecskéket számolja (3.1 < η < 3.9)I az ütközés időbeli keletkezését 20 ps felbontással méri

ZDC (Zero Degree Calorimeter)I 2 db detektor a nyalábirány menténI az ütközési ponttól 18 m-re, 3.6 cm vertikális eltérésI a keletkező neutronokat méri (evaporation, Coulomb dissoc.)

10 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


PHENIX Collaboration: Phys.Rev.C69:034909,2004

11 / 35

https://arxiv.org/pdf/nucl-ex/0307022v1.pdf


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


Nyomkövető detektorokI PC, DCI impulzus mérése mágneses térrel

DC (Drift chamber)I a radiális régióban 2.02 m-től 2.46 m-igI az ütközés irányára merőleges síkban méri az impulzust

PC (Pad chamber)I 3 különböző héj (PC1, PC2, PC3)I a nyalábirányú impulzust mériI kombinálva DC eredményeivel, megkapható a teljes impulzus

12 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


Egyéb detektorokRICH (Ring-imaging Cherenkov detector)

I a radiális régióban 2.5 m-től 4.1 m-igI sebesség mérésével részecske azonosításaI elektronok detektálása

TOF (Time of Flight)I részecskék sebességének meghatározása a repülési időbőlI két számláló L távolságra (PMT1, PMT2)I beütés x helyen, fotonok keletkeznekI T1 idő alatt elérik PMT1-etI T2 idő alatt pedig PMT2-tI T0 = tTOF -t BBC méri

13 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


TOF (Time of Flight)

T1 = T0 +x

vγ

T2 = T0 +L− x

vγ

tTOF =T1 + T2

2− L

2vγ=

L

c

√p2 +m2

p

I részecskék azonosítására alkalmas képletet kapunk

m2 =p2

c2

[(tTOF

L/c

)2

− 1

]I töltéssel megszorozva szeparálhatóak az antirészecskék

14 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok



15 / 35

https://arxiv.org/pdf/nucl-ex/0307022v1.pdf


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

IV. Dilepton spektrumok vizsgálata

I A dilepton párok közvetlen információt hordoznak akvarkanyagról

I A létrejött közeg dinamikája és időfejlődése feltárhatóI Rövid életű vektormezonok tulajdonságai vizsgálhatóakI Foton-spektrum is mérhető egyszerű konverzióvalI PHENIX kísérlet megmérte az mee és pT spektrumot

(Au + Au, p + p 200 GeV)I pT spektrum jól illeszthető (modified Tsallis fit):

Ed3σ

dp3 = ATsallis

(e−apT−bp2

T + pT/p0

)−n

I p + p-re ok, Au + Au-nál valami nem stimmel

16 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


I radiális folyás nincsI királis átmenet nincsI elmélet és kísérlet egyetértésben


17 / 35

https://arxiv.org/pdf/0912.0244v1.pdf


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


I radiális folyás vanI királis átmenet vanI elmélet és kísérlet nincs egyetértésben


18 / 35



Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

IV. Dilepton spektrumok vizsgálataRadiális folyás hiánya

I mee spektrumokon pT > 2 GeV-es részecskék járulékaelhanyagolható → alacsony pT a lényeges

I Tsallis formula nem vette figyelembe a radiális folyástI Nem írja le jól az alacsony pT -s viselkedéstI A tömegspektrum is alacsony pT -nél romlik elI Radiális folyás és mη′ módosulása együtt lehet magyarázat

PHENIX Collaboration: Phys.Rev.C83:064903,201119 / 35



Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


I Radiális folyás hatása alacsony centralitásnál eltűnik


20 / 35



Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

V. Szimulációk és eredmények

ExodusI PHENIX kísérlethez is használt esemény generátorI Monte Carlo szimulációI Részecskék keletkezését és bomlását szimuláljaI Közvetlenül legenerálja a dilepton spektrumotI PHENIX akceptancia: |y | < 0.35, pT < 0.2 GeV cutI Kell: súlyfaktorok és pT eloszlás minden részecskéreI PHENIX alapértelmezés: Tsallis-eloszlásI ATsallis határozza meg a részecskét

21 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

V. Szimulációk és eredményekI Dilepton spektrumban alacsony pT a dominánsI Alacsony pT -n jobb lehet a hydro leírásI Tsallis-eloszlás helyett hidrodinamikai spektrum

M. Vargyas, T. Csörgő, R. Vértesi: Central Eur.J.Phys. 11 (2013) 553-55922 / 35



Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


I Hidrodinamikai spektrum:

Ed3N

dp3 = A(mT

m

)αe

mT−m

T0+m〈uT 〉2

I Hidro csak a primordiális részecskéket írja le(bomlástermékeket nem)

I Core-Halo modellel korrigálni kell a π adatokat:

1√λ=

Ncore + Nhalo

Ncore

I A pT eloszlást egyidejűleg illesztették minden részecskére

M. Vargyas, T. Csörgő, R. Vértesi: Central Eur.J.Phys. 11 (2013) 553-559

23 / 35



Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok



24 / 35



Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok


I η′ spektruma kicsit más

I Ha p∗T >√m2η′ −m∗2η′ : ugyanaz a hydro spektrum

I Ha p∗T <√m2η′ −m∗2η′ :

12πmη′B−1 e

− p2T2m

η′B−1

I A tényleges spektrum a kettő összegeI Szabad paraméterek: B−1, mη′

25 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok



26 / 35



Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok



27 / 35



Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

VI. További célokI 2015: Új adatok!I Kevésbé jelentős az alacsony tömegű többlet

PHENIX Collaboration: Phys.Rev. C93 (2016) no.1, 01490428 / 35



Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

VI. További célokI Más érvek is szólnak a tömegmódosulás mellettI A többi bomlási csatornát is érdemes vizsgálni

R. Vértesi, T. Csörgő, J. Sziklai: EPJ Web Conf. 13 (2011) 149-15829 / 35



Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

VI. További célok

Eddigi ellenőrzések az új adatokon:I η és η′ tömegének alsó határa ρ és ω módosulás nélkülI η és η′ tömegének alsó határa ρ és ω módosulássalI Vákuum ρ és módosult ρ járulék összehasonlításaI Legjobb fit:

fρ,ω fη m∗η [MeV] fη′ m∗

η′ [MeV] CL[%]

Vac. ρ 0.7 0.79 581±1816 12.92 579±30

23 22.85

Mod . ρ 1.0 0.79 582±1917 3.43 772±184

79 30.60

I Tchem és α szisztematika:

Tchem = 165MeV

α = −1/2

30 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

VI. További célok

31 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

VI. További célok

32 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

VI. További célokKonklúzió:

I Új adatok sem zárják ki az mη′ módosulástI mρ és mω módosulás önmagában nem ad magyarázatot

D. Kincses: arXiv:1610.05025 [nucl-ex]33 / 35



Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

Következő lépések:I Új szimulációk futtatásaI Radiális folyás figyelembevételeI Láncbomlások figyelembevételeI Mezonok tömegmódosulásának vizsgálataI π és γ bomlási csatornák elemzése

34 / 35


Kasza Gábor



III. Detektorok

IV. Spektrumok

V. Szimulációk

VI. További célok

Az előadás vége

Köszönöm a figyelmet!

35 / 35

Documents

A királis szimmetria helyreállása forró kvarkanyagban I ...atomfizika.elte.hu/magreszfiz/kaszagabor_ua1.pdfA királis szimmetria helyreállása forró kvarkanyagban 3pt - - Kísérleti