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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
I. Elméleti bevezető
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
I. Elméleti bevezető
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
II. η′ a forró kvarkanyagban
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
II. η′ a forró kvarkanyagban
R. Vértesi, T. Csörgő, J. Sziklai: EPJ Web Conf. 13 (2011) 149-158
7 / 35
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
II. η′ a forró kvarkanyagban
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
III. Detektorok a dileptonok mérésében
9 / 35
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
III. Detektorok a dileptonok mérésében
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
III. Detektorok a dileptonok mérésében
PHENIX Collaboration: Phys.Rev.C69:034909,2004
11 / 35
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
III. Detektorok a dileptonok mérésében
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
III. Detektorok a dileptonok mérésében
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
III. Detektorok a dileptonok mérésében
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
III. Detektorok a dileptonok mérésében
PHENIX Collaboration: Phys.Rev.C69:034909,2004
15 / 35
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
IV. Dilepton spektrumok vizsgálata
I radiális folyás nincsI királis átmenet nincsI elmélet és kísérlet egyetértésben
PHENIX Collaboration: Phys.Rev.C81:034911,2010
17 / 35
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
IV. Dilepton spektrumok vizsgálata
I radiális folyás vanI királis átmenet vanI elmélet és kísérlet nincs egyetértésben
PHENIX Collaboration: Phys.Rev.C81:034911,2010
18 / 35
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
IV. Dilepton spektrumok vizsgálata
I Radiális folyás hatása alacsony centralitásnál eltűnik
PHENIX Collaboration: Phys.Rev.C81:034911,2010
20 / 35
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
V. Szimulációk és eredmények
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
V. Szimulációk és eredmények
M. Vargyas, T. Csörgő, R. Vértesi: Central Eur.J.Phys. 11 (2013) 553-559
24 / 35
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
V. Szimulációk és eredmények
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
V. Szimulációk és eredmények
M. Vargyas, T. Csörgő, R. Vértesi: Central Eur.J.Phys. 11 (2013) 553-559
26 / 35
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
V. Szimulációk és eredmények
M. Vargyas, T. Csörgő, R. Vértesi: Central Eur.J.Phys. 11 (2013) 553-559
27 / 35
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
VI. További célok
31 / 35
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
VI. További célok
32 / 35
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
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
UA(1) helyreállása
Kasza Gábor
I. Elméleti bevezető
II. η′ a közegben
III. Detektorok
IV. Spektrumok
V. Szimulációk
VI. További célok
Az előadás vége
Köszönöm a figyelmet!
35 / 35