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Neue Ergebnisse vom RHIC Henner Büsching Brookhaven National Laboratory DPG Frühjahrstagung, München, 2006.

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Präsentation zum Thema: "Neue Ergebnisse vom RHIC Henner Büsching Brookhaven National Laboratory DPG Frühjahrstagung, München, 2006."—  Präsentation transkript:

1 Neue Ergebnisse vom RHIC Henner Büsching Brookhaven National Laboratory DPG Frühjahrstagung, München, 2006

2 BNL New York City Long Island R elativistic H eavy I on C ollider Brookhaven National Laboratory

3 Der RHIC Umfang: 3.83 km Zwei unabhängige Ringe Maximale Energie (Nucleon-Schwerpunkts-System) –AuAu: 200 GeV –p+p: 500 GeV Erste Kollisionen 2000 Run 6 läuft…jetzt Schwerionenprogramm Quark-Gluon-Plasma p+p (Gluon-Spin-Struktur des Protons)

4 Der RHIC

5

6 nach RHIC Run 5 (2005) beendet

7 Der RHIC bis RHIC Run 6 (2006)

8 Der RHIC 524 PHENIX PHOBOS BRAHMS STAR

9 Der RHIC PHENIX PHOBOS BRAHMS STAR Uni Muenster Uni Frankfurt MPI Muenchen

10 Au+Au Luminosität Höhere Luminosität = Bessere Statistik = Neue Ergebnisse PHENIX: Seit Juni Neue plots

11 Kollisionen am RHIC

12 Phasendiagramm Messung der transversalen Energie: Anfangs-Energie-Dichte deutlich über Schwelle Übergang: T ~ 170 MeV ~ 1.0 GeV/fm3

13 Das (s)Quark-Gluon-Plasma ? APS: The Top Physics Stories for 2005 Freies Gas von masselosen Quarks und Gluonen ? Nein - Stark gekoppelt flüssiggasförmig

14 Literatur Nuclear Physics A Volume 757, Issues 1-2 Hunting the Quark Gluon Plasma Assessments by the experimental collaborations Results from the first 3 years at RHIC April 18, 2005 RHIC White Papers

15 Was können wir lernen? Kollektives Verhalten Modifikationen der Teilchenproduktion Winkel-Korrelationen / Jets Produktion von J/ Thermische Strahlung T p,v 2 R AA dN d J/ ? Fülle von Ergebnissen Persönliche Auswahl

16 RHIC Systeme Au+Au p+p d+Au Referenzmessung Vergleich: Einfluss kalter Kernmaterie Schwerionen-Kollisionen Erzeugung eines sQGP? Vergleichsmessung mit leichten Ionen Cu+Cu

17 Die RHIC Datensätze p+pd+AuAu+AuCu+Cu 200 GeV 130 GeV 62.4 GeV 22.4 GeV ReferenzsQGP ?Vergleich Run 1 - 3Run 4 - 5Run 6 (?) ?

18 Temperatur

19 Photonen bei kleinem p T Decay photons thermal: Phys. Rev. Lett. 94, (2005) Können wir Photonen bei kleinem p T messen? Können wir thermische Strahlung messen? PHENIX hard:

20 Jede Quelle reeller emitiert virtuelle mit sehr kleiner Masse Compton q g q e+e+ e-e- Wir verwenden Leptonenpaare um virtuelle zu messen Hintergrund von Dalitz-Zerfällen Eine neue Idee … 0 e+e+ e-e-

21 Das Spektrum

22 pQCD x T AB : L.E.Gordon and W. Vogelsang Phys. Rev. D48, 3136 (1993) Das Spektrum

23 thermal: D. dEnterria, D. Perresounko nucl-th/ hydro T 0 =590 MeV 0 =0.15 fm/c pQCD x T AB : L.E.Gordon and W. Vogelsang Phys. Rev. D48, 3136 (1993) Das Spektrum

24 pQCD x T AB : L.E.Gordon and W. Vogelsang Phys. Rev. D48, 3136 (1993) thermal: D. dEnterria, D. Perresounko nucl-th/ hydro T 0 =590 MeV 0 =0.15 fm/c Überprüfung in p+p und d+Au wichtig Das Spektrum

25 Kollektives Verhalten

26 Der elliptische Fluss v2v2 Nicht-zentrale Kollisionen: Große Anisotropie Gutes Mass für Druck

27 Hadronisierung Man beobachtet starken kollektiven Fluss Auch die schweren Teilchen zeigen starken Fluss Bei kleinem p T von Hydrodynamik Modellen beschrieben Neue Run4 Daten

28 Hadronisierung Man beobachtet Skalierungsverhalten mit der Anzahl der constituent quark number Fluss auf Parton-Level? solid: STAR open: PHENIX PRL91(03) v 2 /n p T /n

29 Der Charm Fluss Charm-Teilchen zeigen Fluss Schwächer als leichte Mesonen Die Daten unterstützen Modelle mit c-Quark Fluss Greco,Ko,Rapp: PLB595(2004)202 Non-photonic e + +e - als Mass für Charm (B,D) Die Materie ist so stark gekoppelt, dass sogar schwere Quarks fließen Neue Run4 Daten

30 Die ideale Flüssigkeit s << 1 Hydrodynamische Modelle,die Daten beschreiben können, nehmen Viskosität = 0 an Maß für die Kopplungseigenschaft der Materie Maß für mittlere freie Weglänge Viskosität s klein = starke Kopplung Maß für Abstand zwischen Teilchen Entropiedichte D. Teaney, Phys. Rev. C 68, Bereits kleines hat starken Einfluß auf v 2

31 Korrelationen mit hohem p T

32 Der Test des Mediums Manchmal wird in der Kollision ein Photon erzeugt…. Wir erwarten, dass es das Plasma ungehindert durchquert

33 Der Test des Mediums Manchmal wird in der Kollision ein hochenergetisches Quark oder Gluon erzeugt…. Wenn das Plasma dicht genug ist, erwarten wir, dass das Quark oder Gluon verschluckt wird… q,g

34 dN N trig d 1 Fluss Fluss+Jet Jet Jets in Korrelationen : Winkel zwischen zwei Teilchen CF = J( ) + (1+2v 2 t v 2 a cos2 ) Starke Verknüpfung zwischen zwei unterschiedlichen Themenfeldern: Fluss- und Jet-Analyse

35 Pedestal&flow subtracted Jets in Korrelationen Same sideAway side Intensität Relativwinkel zum Trigger-Teilchen In zentralen Au+Au Kollisionen ist der away side Jet unterdrückt

36 Abhängigkeit von Trigger-p T Neue Run4 Daten Geringes Trigger-p T :away side Jet unterdrückt Hohes Trigger-pT: away side nicht unterdrückt Zentrale Kollisionen, Au+Au – 200 GeV

37 Abhängigkeit von Zentralität Neue Run4 Daten Man beobachtet doch Jets in zentralen Ereignissen ( bei hohem p T ) 8 6 GeV

38 Trigger p T > 2.5 GeV Partner p T > 1.0 GeV nucl-ex / Trigger Was passiert mit den Jets? Energie wird nun bei kleinem p T gemessen Wie antwortet das Medium? PHENIX

39 Mach-Kegel / Schock-Welle? Jets bewegen sich schneller als Schallgeschwindigkeit im Medium Schock-Welle mit: cos( )=c s /c Triggering jet Weitere Mechanismen: Cherenkov Strahlung Bending jet Gluon radiation Wie reagiert das Medium? hep-ph/ nucl-th/ nucl-th/

40 PHENIX preliminary Die Jet-Form und die Zentralität

41 PHENIX preliminary Die Jet-Form und die Zentralität

42 DD PHENIX preliminary Die Jet-Form und die Zentralität Near side : Aufweitung, Away side: Teilung

43 DD Die Jet-Form und die Zentralität Near side : Aufweitung, Away side: Teilung PHENIX preliminary

44 Spektren bei hohem p T

45 Neue Run4 Daten Cu+Cu 200 GeV 56 M min-bias Ereignisse 1.9 M high-p T Ereignisse 2.2 B sampled Au+Au 200 GeV Luminosität 241 b-1 (sampled) 1.5B Ereignisse z.B. 0 -Spektren Neue Run5 Daten

46 z.B. Referenz p+p Spektren p+p direct photon Neue Run3 Daten

47 Nuklearer Modifikations-Faktor R AA Harte Stoßprozesse –Skalieren mit N coll –denn: Kleiner WQ Überlagerung Nuklearer Modifikations- Factor R AA Nuclear overlap function Nuclear thickness function aus Glauber Rechnungen Geometrischer Faktor aus Überlapp

48 Neue Run4 0 Daten R AA in AuAu at 200 GeV Photonen sind nicht unterdrückt und sind auch bei hohem p T unterdrückt Die Unterdrückung ist flach bei hohem p T

49 Vitev nucl-th/ R AA - Energieabhängigkeit Wir können Einfluss der Schwerpunktsenergie auf Skalierungsverhalten studieren 62 GeV22.4 GeV

50 R AA - Reaktionssysteme Gleiche Unterdrückung bei gleichem N Part Systematische Vergleiche möglich Au+Au Cu+Cu Au+Au %, N Part = Cu+Cu 0-10 %, N Part = 98.2

51 Charm R AA Auch schwere Quarks (charm) sind unterdrückt Non-photonic e + +e - als Maß für Charm Starke Einschränkung der Energieverlust-Modelle Erklärungen: Starke b-Quark Unterdrückung Hadronischer Energieverlust dNg/dy = 3500 nucl-th/ N. Armesto, et al., PRD 71, (4) dN g / dy = 1000

52 Das J/

53 Color Screening ? Color screening im Quark Gluon Plasma Können wir eine Unterdrückung gebundener Zustände beobachten?

54 Produktion des J/ J/ CuCu 200 GeV/c AuAu 200 GeV/c dAu 200 GeV/c AuAu ee 200 GeV/c dAu ee 200 GeV/c CuCu ee 200 GeV/c J/ Muon arm 1.2 < |y| < 2.2 J/ ee Zentraler Arm < y < 0.35 In zentralen Ereignissen: Unterdrückung Faktor 3

55 |y|~1.7 |y|< private communications d+Au Cu+Cu Au+Au Vergleich mit kalter Kernmaterie Modell von Einfluss kalter Kernmaterie (beschreibt d+Au): Unterdrückung in zentralen Au+Au and Cu+Cu leicht unterschätzt

56 Vergleich mit SPS (NA50) Unterdrückung in zentralen Reaktionen wie am SPS Energie- und Gluondichte sollten bei RHIC 2-3x höher sein NA50 expected 4.2mb PHENIX expected 1mb 3mb NA50-Daten als Funktion von N part und normiert auf NA51 p+p Sehen wir nur and c Unterdrückung ? (Bei SPS und RHIC gleich) J/ würde bei RHIC Temperaturen überleben

57 Modelle, die NA50 Daten beschreiben Extrapoliert auf s = 200 GeV Comover + Effekte kalter Kernmaterie + shadowing ( ) QGP Unterdrückung ( ) + private communications Au+Au y~1.7 |y|< 0.35 Vergleich mit Modellen I Modelle, die SPS Daten beschreiben, überschätzen die Unterdrückung

58 QGP Unterdrückung + Regenerierung Probleme mit p T – und Rapiditäts- Abhängigkeit Vergleich mit Modellen II Modelle, die zusätzliche J/ - Regenerierung verwenden, können die Daten beschreiben Au+Au y~1.7 |y|< 0.35

59 Zusammenfassung T p,v 2 R AA dN d J/ Die Materie ist sehr heiss Die Materie verändert Jets Die Materie ist stark gekoppelt Die Materie schmilzt J/ und erzeugt neue Die Materie ist sehr dicht

60 Backup

61 Wir öffnen den Phasenraum... M inv pTpT Analyse direkter Photonen Neue Dileptonen-Analyse Konventionelle Dilepton Analyse 0


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