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HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 1
http://www.youtube.com/watch?v=xrL2ELkQOiE
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 2
Signature d’un Nouvel État de la Matière Nucléaire“Fluide Quasi Parfait de Quarks et de Gluons”
dans les Collisions des Ions Lourds aux Énergies du RHIC
Rachid NouicerRachid Nouicer
Habilitation à Diriger des RecherchesUniversité de Strasbourg
Mercredi 20 Novembre 2013
Gluons et quarks Ions avant collision Après collision “Fluide quasi parfait”
04/11/23
Physicien à Brookhaven National Laboratory, New YorkPhysicien à Brookhaven National Laboratory, New York
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 3
Parcoure Scientifique
Nov. 1997 : Diplôme de Doctorat en Physique Nucléaire, de l’ULP et de l’IReS
Mention : très Honorable avec Félicitations
Directeur de thèse : M. Chrisitan Beck
http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00805800 1998 à 2000 : Postdoctoral à l’Université of Illionis at Chicago 2000 à 2002 : Research Assistant Professor à l’Université of Illionis at Chicago 2002 à 2004 : Research Associate Professor à l’Université of Illionis at Chicago 2004 à 2007 : Associate Scientist à Brookhaven National Laboratory, NY 2007 à présent : Physicien à Brookhaven National Laboratory, NY
1998 à 2000 : Chercheur visiteur à Argonne National Laboratory, Illinois 2009 à présent : Chercheur affilié, RIKEN (Japan)-BNL(USA) centre de recherches, NY
• Éxposés dans des conférences et congrès internationaux : 28• Séminaires : 13 • Publications (auteur principal) exécutant l’analyse et écrivant l’article : 24• Publication (auteur clé) analyse des données, ample contribution : 27• Publication en tant qu’auteur : 133• http://inspirehep.net : 230
Production Scientifiques
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer
• 2006 à présent : consultant de projets pour le “Department of Energy (DOE)”, U.S.A
• 2006 à présent : réferé des articles, Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics
• 2011 à présent : en charge ``Operation manager'' des détecteurs silicium à micropistes de PHENIX
• 2005 à 2011 : responsable du projet sur la construction du silicium à micropistes de PHENIX
• 2010 à 2011 : membre du comité du bureau des conférenciers pour l'expérience de PHENIX
• 2008 à 2010 : coordinateur de ``Global-Hadrons Physics working group'' de PHENIX.
• June 2010 : Président du comité d'organization du workshop ``Viscosity/hydro/initial conditions'',
2010 RHIC & AGS ''Annual Users Meeting'' au BNL
• 2007 à 2009 : membre puis président du comité d'organisation des séminaires de physique
nucléaire, département de physique au BNL
• 2005 à 2008 : membre du conseil de PHOBOS représentant le groupe du BNL
• 2005 à 2008 : membre du comité de revues internes sur les mesures de flot de PHOBOS.
• 2004 à 2008 : ``co-convener of the multiplicity working group'' pour l'expérince PHOBOS
• 2000 à 2008 : acteur majeur de l'analyse des mesures de la multiplicité des particules
• 1998 à 2005 : expert (construction, installation et opération) en détecteurs silicium pour PHOBOS.
4
Participations aux Fonctions Scientifiques
Note : encadrement des etudiants, postdocs et fellow = 20 personesNombre de thèses déliveries = 8 persones
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Outline Plan de l’Exposé
• Motivations scientifique de la recherche d’un nouvel état de la matière nucléaire
• Construction des détecteurs silicium, analyse des données expérimentales, publications des résultats scientifiques et prédictions pour le LHC
• Points culminants des résultats du RHIC : découverte “Fluide Quasi parfait de Quarks et de Gluons” (PQG)
• Étude détaillée des propriétés du milieu nucléaire dense créé dans les collisions : sonde de quarks lourds (charme, beauté)
• Conclusions
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Les particules participant à l'interaction forte, telle que des protons, des neutrons et des pions, s'appellent les hadrons
Nous savons que (depuis au moins 30 ans) les protons, les neutrons et les autres hadrons ne sont pas élémentaires, mais sont faits de quarks :
Quelques Notions sur l‘Interaction Forte
•Les quarks portent une charge de couleur : Rouge, Vert, Bleu •Les anti-quarks portent l'anti-couleur correspondante •La combinaison de ces couleurs dans les hadrons doit être incolore •Les hadrons se déclinent en baryons (3 quarks) et mésons (1 quark et 1 anti-quark)
En jouant avec les 6 quarks, les différentes couleurs et les différents états spectroscopiques on obtient toute une nomenclature des particules
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Outline Quelques Notions sur l‘Interaction Forte : Confinement …
[voir D. Perkins, p.179]L'interaction entre charges de couleur, et donc entre quarks, se fait par l'intermédiaire de gluons. Ils ont laparticularité de porter aussi une couleur et donc d'interagir avec eux-mêmes ! C'est une particularitéimportante de l'interaction forte qui lui donne sescaractéristiques si particulières.
Il est impossible d'isoler une charge de couleur. L'intensité de l'interaction forte augmente avec la distance r :
Les quarks sont donc confinés dans les hadrons.
L'interaction forte est décrite par une théorie : la Chromo-Dynamique Quantique (QCD)
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Outline Caractéristique Essentielle de QCD: Liberté Asymptotique
QCD ‘’libertè asymptotique’’ :
– le potentiel court de distance est du type :
0.2 fm 0.02 fm 0.002 fm
Asymptotic Freedom
– la constante de couplage dépend de r de telle manière que :
La théorie de la perturbation peut être appliquée à courte distance et à haut moment de transfert
[voir D. Perkins, p.172]
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Outline Lattice QCD
Dans lattice QCD, les problèmes non-perturbatifs sont traités par la discrétisation sur une lattice d'espace-temps. Ceci exige un calcul (parallèle) massif
Hypercubic grid
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Outline Résultats de Lattice QCD
Densité de baryon nulle, 3 saveurs ε/T4 change rapidement autour Tc
Tc = 170 MeV
εc = 0.6 GeV/fm3
PQG = Plasma quark-gluon
Hadron gaz
T ~ 1.2 Tc le valeur de ε est à environ 80% de la valeur de Stefan-Boltzmann
pour un gaz idéal de q, q, g (εSB)
Stefan-Boltzmann pour un gaz de particules sans interaction (gaz libre)
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Outline But Scientifique : Matière Extrême (QCD) dans des CILs
Les Collisions des Ions Lourds (CIL) produisent des systèmes à assez haute températures/densités
Diagramme de phase de la matière en interaction forte
GSI : www.gsi.de
HICs nous permettent d'étudier des systèmes complexes gouvernés par QCD et comprendre les propriétés fondamentales
de la matière.
170
Comprendre les premiers instants de l'évolution de notre Univers et certains phénomènes astrophysiques
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RHIC BRAHMSPHOBOS
PHENIXSTAR
AGS
TANDEMS
Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC)
BOOSTER
1999 - 2005
1999 - 2005
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BRAHMS2:00 o’clock
PHOBOS10:00 o’clock
PHENIX08:00 o’clock STAR
06:00 o’clock
RHIC
Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC)
Qu'avons-nous fait à RHIC jusqu'ici ?Qu'avons-nous fait à RHIC jusqu'ici ?
AGS
AGS
RHIC
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Construction des Détecteurs au RHIC: - Détecteurs Silicium Pixels PHOBOS (1998-2005)
- Détecteurs de Traces Silicium Stripixel PHENIX (2003 à présent)
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Outline
La jonction PN constitue l’élémentde base de toute l'électronique à semi-conducteur. Si les matériaux de type-Pet de type-N sont placés en contactmutuel, la jonction se comporte très différemment que l'un ou l'autre typede matériel est seul. La différence de concentration entre les porteurs des régions P et N va provoquer la circulation d’un courant de diffusion, créant la base de la diode.
Détecteur Silicium: Jonction P-N
Les trous (P) vont diffuser vers la région N laissant derrière eux des atomes ionisés, en est de même pour les électrons de la régions-N, région de déplétion.
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Pixel pitch
+__++__++
_+_
h
Détecteur Silicium: Jonction P-N
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+__+
QX
QY
+__++_+_
Pixel pitch
Detecteur Silicium: Jonction P-N
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Outline Détecteurs Silicium Pixels PHOBOS (1998-2005)
Grande couverture: || < 5.4
Détecteur Octagon
Détecteur Vertex
DétecteurVertex
DétecteurOctagon
6 x Anneaux
Anneaux
2 Bras x Spectromètres
Bras Spectromètre
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Outline
Modules silicium (VA-HDR-1 chip, IDEAS) Vue en coupe de la structure interne et les tests
Détecteurs Silicium Pixels PHOBOS (1998-2005)
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Outline
Modules silicium (VA-HDR-1 chip, IDEAS) Vue en coupe de la structure interne et les tests
Détecteurs Silicium Pixels PHOBOS (1998-2005)
Au+Au at 130 GeVAt RHIC
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Outline Premier succes dans PHOBOS: PRL 85 (2000) 3100
Responsable de la construction, assemblage et opération
Sur les actualités scientifques : succès du détecteur silicium et premiers résultats de PHOBOS à RHIC
Premiers résultats du RHIC: Physical Review Letters 85 (2000) 3100
Au+Au 0-6% 56 GeV (382 ev.) 130 GeV (724 ev.)
22
Shémas: Evolution d’une Collision Centrale Entre Ions Lourds (VNI)
space
time
AuAu
p K ejet J/
E
xpan
sion
---
----
----
les quarks et gluons se regroupent pour créer des hadrons
Hadronisation
après la fin des interactions entre hadrons, le système est gelé, les particules volent vers les détecteurs Freeze-out
déconfinement : les quarks et les gluons se promenent librement
QGP
Processus durs
interactions violentes entre quarks et gluons, production de particules très énergétiques, thermalisation du système
les noyaux, en phase d’approche, sont “ aplatis” par la contraction de Lorentz
Approche
Principe de l’étude du QGP : on utilise les particules produites pour sonder les propriétés du système formé lors de la collision
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R. Nouicer et al.European Physical Journal C33 (2004) S606
Outline Production des Particules: Différentes Régions à Étudier
Grande impulsion pT : petite section efficace, interactions dures
Basse impulsion pT : majeure partie (99%)/propriétés globales/interactions molles
“Intermédiaire”impulsion pT: effets des interactions molles/dures, surprises ?
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Outline Mon travail d’Analyse dans PHOBOS: Multiplicité de h±
Introduit un algorithme pour fusionner les hits des pixels adjacents “hits-Merging” (eviter le comptage excessif : double/triple comptage)
Sans et avec fusionnement des hits de particules Avec fusionnement des hits de particules
Spectres de dépôt d’énergie de particules des collisions Au+Au at 200 GeV
DataAuAu200 GeV
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Outline Mon travail d’Analyse dans PHOBOS: Multiplicité de h±
Distribution de la densité de pseudorapiditédes particules chargées primaires
Acceptance
Particules secondairesOccupation de particulesHits de particules
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Outline
Collisions Au+Au
Collisions Cu+Cu
Collisions d+Au
Mon travail d’Analyse dans PHOBOS: Multiplicité de h±
Collisions p+p
410 GeV
200 GeV
Collisions Au+Au Physical Review C74 (2006) 021901(R) Physical Review C70 (2004) 021902(R) Physical Review Letter 91 (2003) 052303 Physical Review C74, 021902(R) (2006) Nuclear Physics A 757, 28 (2005) Physical Review C65, 061901(R) (2002) Physical Review Letter 88, 22302 (2002) Physical Review C65, 031901 (2002)
Collisions d+Au : Physical Review Letters 93 (2004) 082301 Physical Review C72 (2005) 03190 (R)
Collisions Cu+Cu Physical Review Letters 102 (2009)
Papier final: AuAu, CuCu, dAu et pp Physical Review C83 (2011) 024913
Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2004Journal of Physics G 30 (2004) S1133
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Outline
Collisions d+Au : comparaison aux modèles
théoriques
Collisions Au+Au Physical Review C74 (2006) 021901(R) [77] Physical Review C70 (2004) 021902(R) [108] Physical Review Letters 91 (2003) 052303 [263] Physical Review C74 (2006) 021902 (R) [30] Nuclear Physics A 757 (2005) 28 [1254] Physical Review C65 (2002) 061901(R) [167] Physical Review Letters 88 (2002) 22302 [140] Physical Review C65 (2002) 031901 [104]
Collisions d+Au : Physical Review Letters 93 (2004) 082301 [64] Physical Review C72 (2005) 03190 (R) [77]
Collisions Cu+Cu Physical Review Letters 102 (2009) [77]
Papier final: AuAu, CuCu, dAu et pp Physical Review C83 (2011) 024913 [54]
Rachid Nouicer exposéConférence QM 2004Journal of Physics G 30 (2004) S1133
Mon travail d’Analyse dans PHOBOS: Multiplicité de h±
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Outline
Collisions Au+Au et Cu+Cu
Extended Longitudinal Scaling (ELS) “Limiting Fragmentation”
Collisions Au+Au Physical Review C74 (2006) 021901(R) Physical Review C70 (2004) 021902(R) Physical Review Letter 91 (2003) 052303 Physical Review C74, 021902(R) (2006) Nuclear Physics A 757, 28 (2005) Physical Review C65, 061901(R) (2002) Physical Review Letter 88, 22302 (2002) Physical Review C65, 031901 (2002)
Collisions d+Au : Physical Review Letters 93 (2004) 082301 Physical Review C72 (2005) 03190 (R)
Collisions Cu+Cu Physical Review Letters 102 (2009)
Collisions d+Au, pEm, pPb
Collisions p + p (UA5)
beamy
Rachid Nouicer exposéConférence QM 2004Journal of Physics G 30 (2004) S1133
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La géometrie (Npart /2A) est définie comme la fraction du volume nucléaire totale de la région d’interaction formée par les deux noyaux en collision:
Outline Phénomène “Scaling” au même Volume Nucléaire “Npart/2A”
Collisions Cu+Cu Physical Review Letters 102 (2009)
Nous observons une excellente concordance entre les distributions des deux systèmes,
Au+Au et Cu+Cu, sur toute la gamme deet à toutes les énergies lorsque on fait une
comparaison par rapport au volume nucléaire de la région d’interaction (Npart /2A)
Npart/2A ou A est le nombre atomique
de noyau
Nspec = 2A - Npart
y
x
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Outline Les Résultats d’analyse au RHIC News
Les résultats d’analyse:sur la multiplicité des particules chargées ont fait RHIC news
en 2007
http: //www.bnl.gov/rhic/news/112007/story1.asp
Ces figures étaient dans le RHIC News
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Outline Mes Prédictions pour le LHC :Multiplicite de h±
Mi-rapidité
en 4
Distributions
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Outline Propriétés Globales: Qu’avons nous appris :Multiplicité de h±
Densité d’énergie :
- Hydrodynamique relativiste dans le modèle de Bjorken (invariance ~ 0) :
(R ~ A1/3, = 1 fm/c)
d
dNp
Rdy
dE
Rch
TT
2
31122
Dans ces hypothèses simplifiées, ~ 5 GeV/fm3
bien au-dessus de la densité d'énergie critique ~1 GeV/fm3 from LQCD
- Totale Nch ~ 5000 (Au+Au s = 200 GeV) ~ 20 in p+p
Modèle de Condensate de verre de couleur: nouvel état de la matière CGC
“New Forms of QCD Matter Discovered at RHIC” Miklos Gyulassy and Larry Mclerran
Nucl.Phys.A750:30-63,2005
Ils estiment ainsi qu'au RHIC, immédiatement après que les ions sont entrés en collision, un condensat de verre de couleur a été créé : il est composé d'un nombre considérable de gluons, et sa densité d'énergie est colossale. Les premiers quarks n'apparaîtraient que dans un second temps, grâce à des processus transformant l'énergie des gluons en quarks. C'est à ce moment que le plasma prendrait forme. Le condensat de verre de couleur constituerait ainsi une étape antérieure au plasma (PQG), offrant les conditions nécessaires à sa formation : un nombre considérable de gluons et une densité d'énergie adéquate. Selon les théoriciens, ces conditions sont nécessaires mais toutefois pas suffisantes : un condensat n'engendre pas un plasma si la densité n'est pas assez grande.
Data 2000
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b
zReactio
n plan
xzy
Le ‘’Flot’’: une Sonde Unique !
px
py
y
x
Espace d’impulsion
Espacedes coordonnées
Transformée de Fourier des particules produites en distribution azimuthale
dN/d~ 1 + 2 v1 cos () + 2 v2 cos ( 2 ) + 2 v3 cos ( 3) + 2 v4 cos ( 4) + 2 v5 cos ( 5) …
3 2
31
11 2 cos
2 n rnt t
d N d NE v nd p p dp dy
ALICE collaboration, Phys. Lett. B708 (2012) 249
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 34
Pourquoi l'écoulement elliptique est-il intéressant ?
Les corrélations d'écoulement fournissent une sonde importante
Fournit des évaluations fiables de pression & des gradients de pression ?
Peut éclaircir les questions liées à la thermalisation
Donne des analyses sur la dynamique transversale et longitudinale du milieu
Permet d'accéder aux propriétés du milieu - EOS, viscosité, etc.
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 35
Participation à l’Analyse: Mesure du Flot Elliptique
Au+AuAu+Au
Cu+CuCu+Cu
v2 mesuré :
- grande couverture
en
- plusieurs énergies
Observations sur
v2 de Cu+Cu :
- Grande
amplitude
- Semblable à la
forme Au+Au
Rachid Nouicer exposéConférence QM 2006J. Phys. G34 (2007) S887
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Dépendance en moment d’impulsion transversale d’hadronsRachid Nouicer exposéConférence QM 2006J. Phys. G34 (2007) S887
0 < < 1.6
20-40%20-40%
h± : hadrons chargés
Au+Au
Cu+Cu
PHOBOSPHOBOS
20-40%20-40%
Amplitude de v2 augmente en fonction the pT
Amplitude de v2 est régie par la forme de la région de recouvrement (excentricite) : v2 (CuCu) ~ v2 (AuAu) for mid-central (20 - 40%, b/r =1)
indication d’un comportement hydrodynamique
-
Amplitude de v2 à 62.4 et 200 GeV est semblable
indication d’une d’une limite hydrodynamique
- Pour prouver la limite hydrodynamique, il faut mesurer v2 à LHC E (LHC : 2.76 ) ~ 10 E (RHIC)
-
b/r ~ 1b/r ~ 1
b/r ~ 1b/r ~ 1
AuAu
CuCu
Partie du Groupe d’Analyse: Mesure du Flot Elliptique
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 37
x
Participants
b
y
Au+Au 200 GeV
Cu+Cu200 GeV
Statistical errors only
Cu+Cu200 GeV
Au+Au 200 GeV
Ceci suggère que part soit la quantité géométrique appropriée pour produire de l'assymétrie azimutale
Normalisé par Excentricité ( part ) Pas Normalisé par Excentricité ( part )
L’importance de la Forme de Recouvrement part pour v2 Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2006 : J. Phys. G34 (2007) S887
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 38
Flot Elliptique à RHIC et LHCComparaison: RHIC (Au+Au at 0.2 TeV) et LHC (Pb+Pb a 2.76 TeV)
h± : hadrons chargés
Surprise ! v2 indique la bonne concordance des deux amplitudes et les tendences des deux ensembles
de données RHIC et LHC pour une large gamme de pT ainsi pour différentes centralités !
une limite hydrodynamique est bien atteinte
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 39
Viscosité/Entropie du Fluide (QGP) aux RHIC et LHC
RHIC LHC
/s = 0.2/s = 0.12
La première simulation hydrodynamique relativiste incluent la viscosité, les fluctuations et 3 +1 dimensions : Bjorn Shenke, Sangyong Jeon, and Charles Gale, Phys. Rev. Lett. 106, 042301 (2011)
• Milieu est fortement interactif (l’amplitude de v2 grande )
• Comparaisons modèle hydrodynamique visqueuse aux données RHIC et LHC semblent favoriser des valeurs pour /s très petites. Ceci implique que la matière
nucléaire créée est un fluide presque parfait. Les propriètes de ce fluide reste à déterminer.
Le système est consideré comme ayant atteint un équilibre thermique local :
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 40
Y a-t-il une autre observable physique
qui confirme les résultats
FLOT ?
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 41
“Near-side” : • partons fragmenté près de la surface (en dehors du milieu)
“ Away-side” : • partons sont absorbés par le millieu
Adler et al., PRL90:082302 (2003), STAR
“Near side” jet identical! “Away side”
Background subtracted
STAR : évènement observé p+p
Corrélation claire des particulesdans l'azimut
= 0
Au+Au collisions central :
“Déclencheuse”
Corrélations Azimutales de Grande pT (Di-jet : Corrélations 2-particles)
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 42
STAR, PRL93:252301,2004
Non-central Au+Au collisions
Comment pouvons-nous obtenir plus d'information ? La géométrie de la suppression du “Away-side”
Suppression de “away-side” est plus grande hors du plan comparé dans le plan Démonstration claire de la dépendence de la longeure du trajet (“path length”)
Bon outil pour contraindre la théorie de perte d’énergie
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 43
Y a-t-il une autre observable physique
qui confirme les résultats
FLOT et
Correlations Di-jet ?
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 44
Jet et “Jet Quenching”
Principe : vérfier si les collisions Au+Au se comportent ou non comme une superposition de collisions p+p en terme de taux de particules produites
• Collisions périphériques : le taux de production de particules est en accord avec les collisions p+p (extrapolées) et les prédictions théoriques• Collisions centrales : déficit de particules de grande pT par rapport aux collisions p+p (extrapolées) et aux prédictions théoriques i.e. jet quenching
RAA le facteur de modification nucléaire pour une centralité donnée :
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 45
Au + Au at 200 GeVCollisions péripheriques
Jet et “Jet Quenching” – Facteur Modification Nucléaire
Au + Au at 200 GeVCollisions centrales
• Pas de suppression des particules de grande pT dans les collisions péripheriques • Suppression des particules de grande pT dans les collisions centrales : jet quenching ? • Cette suppression est un effet de l’état initial ou final ?
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 46
Cette suppression des particules est un effet de l’état initial ou final ?
Au+Au versus d + Au
Suppression des particules de grande pT dans les collisions centrales Au+Au est dû aux effets de l’état final
Jet et “Jet Quenching” – Facteur Modification Nucléaire
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 47
Pas de suppression des photons directs; suivent prédictions de pQCD Suppression est plate à grande pT (millieu Opaque au interactions fortes) Modèle théorique (de perte d’energie) : dNg/dy ~ 1000 et la densité d’énergie ~ 15 GeV/fm3 Les quarks lourds et les légers sont supprimés de la même manière ! Accès de très grand pT au LHC possibilité à partir des modèles, de quantifier la perte d’énergie des partons dans le milieu créé.
Jet et “Jet Quenching” : SPS, RHIC et LHC SPS, RHIC et LHC
RHIC
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 48
The Collaboration of the four experiments: PHENIX,
BRAHMS, PHOBOS and STAR at RHIC
CONCLUDED that strongly-interacting
matterhas been created in most central Au+Au
collisions at 200 GeV
DéDécouvertes de RHIC sur les Actualités
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 49
Sonde de Quarks lourds charme et de beauté (c,b)
Maintenant nous passons de la phase de la découverte à l’étude détaillée des propriétés du milieu nucléaire
dense créé dans les collisions
mcharme = 1.5 GeV, mbeauté = 5 GeV R. Nouicer arXiv:0901.0910 [nucl-ex]
• Les électrons des quarks lourds sont supprimés et comparable à celle des hadrons légers
• Le comportement collectif est évident dans eHF; mais HF v2 est inférieur que v2 de 0
pour pT > 2 GeV/c.
• La séparation du charme et de la beauté est la clé pourcomprendre la hiérarchie de masse de la perte d'énergie.
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer
1) Directe : idéal mais très difficile - Reconstruction de tous les produits de décroissance
e.g. D0 K- + (B.R.: 3.8 %)
c e+ + anything (B.R.: 9.6%)b e+ + anything (B.R.: 10.9%)
charme (et beauté) via muons
c + + anything (B.R.: 9.5%)
• Saveurs lourdes ouvertes
Charme: Mc ≈ 1.5 GeV
Beauté : Mb ≈ 4.75 GeV
charme (et beauté) via électrons
Mesure indirecte
Mesure directe
2) Indirecte (Alternative): électrons venant de la décroissance semi-leptonique des mésons D et B
Mesures des Électrons des Quarks Lourds
50
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer
e+e
VTX: Barils Silicium ~ 2
Layer 0
Layer 1
Layer 2
Layer 3 Temps de vie (c) D0 : 123 m B0 : 464 m
DCA
ppD
B
e
e
Baril 0Baril 1Baril 2Baril 3
Baril 0Baril 1Baril 2Baril 3
Beryliumbeampipe
Détecteurs de Trace Silicon Stripixel PHENIX “VTX”
51
HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer
Technologie du Traceur Silicon Stripixel PHENIX
• Innovative design by BNL Instr. Div. : Z. Li et al., NIM A518, 738 (2004); • R. Nouicer et al., NIM B261, 1067 (2007);• R. Nouicer et al., Journal of Instrumentation, 4, P04011 (2009)
• DC-Coupled silicon sensor• Sensor single-sided• 2-dimensional position
sensitivity by charge sharing
“Nouvelle technologie: unique à PHENIX”
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Colle “Dow Corning”: 100 [um] Placement des modules sur les echelles
Détecteurs de Trace Silicon Stripixel PHENIX “VTX”
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PHENIX-VTX : Affichage d'Événement SimpleVTX RUN-11: Au+Au at 200 GeVVTX RUN-12: p+p at 200 GeV
Taille du faisceau
Data: AuAu at 200 GeV
Vertex primaire évènement simple Vertex Primaire : BBC vs VTX
Data: AuAu 200 GeV
(faisceau) ~ 90 um
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Utilisant VTX pour étiqueter les ``Dalitz’’ et électrons de conversion, nous mesurons le spectre d'électrons des saveurs lourdes (HF)
Spectres eHF du Run-11 (VTX)
sont compatibles
avec les mesures sur
eHF publiées par PHENIX
Verification: Spectre Invariant eHF Au + Au
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Distributions des Raw DCA des hadrons chargés et électrons
Distributions “Distance of Closest Approach (DCA)” p+p
Note: la contribution des hadrons à la distribution des DCA des électrons (contamination) n’est pas pris en compte dans ces graphe
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Électron: Distance of Closest Approach (DCA)
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Électron: Distance of Closest Approach (DCA)
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Électron: Distance of Closest Approach (DCA)
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Électron: Distance of Closest Approach (DCA)
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Électron: Distance of Closest Approach (DCA)
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Électron: Distance of Closest Approach (DCA)
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Électron: Distance of Closest Approach (DCA)
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Électron: Distance of Closest Approach (DCA)
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c/(b+c) = 0.92 ± 0.02
Électron: Distance of Closest Approach (DCA)
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c/(b+c) = 0.78 ± 0.06
Electron: Distance of Closest Approach (DCA)
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be /(be + ce) à 200 GeV Au+Au vs p+pEn utilisant le fit de la distribution du DCA
Résultats: Production de Beauté dans Au+Au et p+p
Première mesure directe de la production de Beauté
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Mesures indirecte de STAR en accordavec les mesures
de PHENIX
Résultats: Production de Beauté dans p+p
En utilisant le fit de la distribution du DCAPremière mesure directe de la production de Beauté
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RAA (be) = x
Extraction du RAA de Beauté
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Aucune hiérarchie simple de masse dans la saveur lourde
RAA (be) < RAA (ce)
Facteur de Modification Nucléaire : RAA Charme et Beauté
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Résultats: RAA de Beauté et Charme Séparement
RAA of Beauté, Charme et eHF publié dans Au+Au MB
Au+Au centrality: Min-Bias
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Conclusions
•Les complexes RHIC et LHC sont, de façon indéniable, générateurs de grandes découvertes et représentent un des plus grand succès du programme de recherches de physique nucléaire
•Les comparaisons aux données RHIC et LHC de type modèle hydrodynamique visqueuse, semblent favoriser des valeurs pour /s très petites. Ceci implique que la matière nucléaire créée est un fluide presque parfait
•Les mesures des particules de grande impulsion pT montrent une suppression importante
qui atteint un plateau indiquant que le millieu est Opaque aux interactions fortes •Les mesures preliminaires de quarks lourds charme et beauté indiquent que
RAA (be) < RAA (ce), suggèrant que la hiérarchie de masse pour les saveurs lourdes (en
fonction de la perte d’énergie dans le milieu) n’est pas aussi simple qu’on le pense
•L’etude détaillee des propriètes du millieu nucléaire dense créé au RHIC et au LHC va demander beaucoup de travail – les expériences de ces deux centres de recherche sont, dans cet objectif, non seulement complémentaires mais offrent une foule inépuisable de sujets de recherches …
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Auxiliary Slides
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Outline Densité d’Énergie et Degrée de Liberté
À une densité (d'énergie) extrême, les masses de particules peuvent être négligé relativement à l'énergie cinétique :
Stefan-Boltzmann pour un gaz de particules sans interaction (gaz libre)
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Propriétés Globales : Rapport de Particules (Equilibre Chimique)
pded n E 3/)(~ Tμ
TμTμ
Tμ/2
/)(
/)(
ee
e
p
pE
E
Ensemble grand-canonique de particules en equilibre thermique locale Assumant toutes les distributions de particules sont décrites par une seule température T
et un potentielle chemique (baryon) :
un rapport (i.e., p / p ) determine / T : Un deuxième rapport (i.e., K / p ) fournit T
Alors on predit tous les autres taux et rapports hadronique :
La production de particules au RHIC semble être réalisée à partir d'un système en équilibre chimique et les spectres en impulsion transverse sont compatibles avec ceux produits par une
source en equilibre thermique animée d'une expansion avec une vitesse collective (scénario type hydrodynamique).
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Température du Gel-chimique Proche de la Temperature Critique Tc (PQG)
Modèles statistiques:Laissez entendre que l'équilibre chimique et thermique est atteint (aucune preuve !)Si vrai (?): Tch TC implique que les hadrons sont nés dans l'équilibre
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Comparison au Modèle Hydrodynamique Le systeme est consideré comme ayant atteint un equilibre thermique local :
• La grandeur, la masse et la dépendence en pT sont en bon accord (pT < 2 Gev/c) avec l’écoulement hdrodynamique idéal, pour la premiere fois dans HIC assumant : thermalisation tôt (~ 0.6 fm/c)
• Les cellules liquides augmentent avec une vitesse collective v, les différentes massesde particules obtiennent different p selon l’ordre de masse : v2(π) > v2 (K) > v2(p) Existence of radial flow.
• Milieu est fortement interactive (l’amplitude de v2 large ) • Modèle hydrodynamics ideal (QGP “equation-of-state”)
viscosité/entropie ~ 0 Fluide Quasi Parfait !
0 idéal
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