Approche des processus durs dans le Approche des processus durs dans le ggéénérateur d'événements EPOSnérateur d'événements EPOS

Sarah Porteboeuf

Rencontre des Particules 2008

K.Werner

Feuille de routeFeuille de route

Tour d’horizon : Contexte Scientifique et Motivation

Un peu plus près : les générateurs d’événements et EPOS

Au cœur du voyage : les processus durs dans le cadre d’EPOS

Les souvenirs : conclusions et perspectives

Le plasma de Quarks et de GluonsLe plasma de Quarks et de Gluons

Etat supposé de la matière quelques instants après le Big Bang

Déconfinement: les Quarks et les gluons n’appartiennent pas à un

nucléon spécifique

Collision Collision Proton-ProtonProton-Proton

22

Les JETSLes JETS

JETS = Flux collimatés de particules

Processus dur : • collision entre deux partons du type• production de particules à haute impulsion transverse• application de la QCD perturbative pour le calcul de section efficace.

Impulsion Transverse

)( 22 yXT PPP

Jet Quenching : modification des propriétés du jet s’il traverse le QGP

Un générateur d’événement :Un générateur d’événement :C’est quoi ?C’est quoi ?

• Un Code informatique qui tente de simuler la production de particules dans les collisions • Avec pour but : 1 événement = une collision

• Objectif : avoir une simulation numérique qui reproduise les observables expérimentales : multiplicité des particules, natures, énergies, impulsions

A quoi ca sert ?A quoi ca sert ?• Valider le modèle sur lequel est basé le code

• Calibrage des détecteurs, prévisions

• Analyse des résultats expérimentaux, reconstruction de données

EPOSEPOSEnergy conserving quantum mechanical multiple scattering approach

Partons, parton ladders, strings

Off-shell remnants

Splitting of parton ladder

Based on

EPOS, LE MODELEEPOS, LE MODELE

Approche des interactions multiples par la mécanique quantique, basée sur les partons et les cordes.

Calcul des sections efficaces et production de particules dans le même formalisme, qui prend en compte la conservation de l’énergie.

Contiens des effets nucléaires : branchements d’échelles de partons (screening)

Forte densité : traitement des effets collectifs d’un “core” dense

Traitement attentif des restes des projectiles et cibles

Echelle de Partons : interactions molle ou dure

Interactions Multiples : échange d’échelles de partons en parallèle avec conservation de l’énergie

EPOS, LE MODELEEPOS, LE MODELE

HIC @ RHICHIC @ RHIC

Cf. talk klaus Werner, “HIC at LHC, last call for prediction”

dAu

Interaction Multiple et conservation de l’Interaction Multiple et conservation de l’éénergienergieDans le modèle des partons : théorème de factorisation : pour les sections efficaces inclusives :

tddQxfQxftddxdxqqpp ˆ

ˆ),(),(ˆ 22 21 221143

L’interaction se resume à 1 schéma et on utilise des PDF: fonction de distribution de partons

Dans EPOS : on traite explicitement les interactions multipes avec conservation de l’énergie : calcul des sections efficaces totales et partielles

I1 I2 I3 I4

EchEcheelle de Partonslle de Partons

zz

b

hhsoft

hpart

hpart

ji

ijhard

jsoft

isoft

hhseasea

hhsoft

e

zz

xFxFQszzzEzEdzdzbsxxG14

21

21

,

20

1

0

1

0

2121

2

14

1)()(),ˆ()()(),,,(

Proba d’une interaction au

paramètre d’impact b

Distibution de moment du parton (i,j) dans la partie

soft

QCD perturbative, section efficace parton-parton (modèle

des partons)Entré de l’échelle,

proba d’avoir parton avec x+-

h1

h2

X+

X-

σhard

Esoft(z+)

Esoft(z-)

Comment simuler des Processus Durs à haut PtComment simuler des Processus Durs à haut PtProblématique : § traitement des interactions multiples avec conservation de l’énergie § réelle emission étape par étape

Permetra de générer des partons de haut Pt en controlant la distribution xIB

WORK IN PROGRESS

Mais : si on veut des processus très dur : événement rare : doit faire beaucoup de simulation pour les obtenir

Très important dans le formalisme : garder les interactions multiples : distributions des X+- à l’entré de l’échelle

Changer le traitement de l’échelle : remplacer la partie simulation par un traitement annalytique

Conclusions et perspectivesConclusions et perspectivesImportance des générateurs d’événements dans les collisions d’ions lourds à très haute énergie (LHC)

Importance des processus durs dans les collisions proton-proton et ions lourds (application aux jets et jets-quenching)

Importance des collisions pp

EPOS permet de traiter effectivement les interactions multiples avec conservation de l’énergie : traitement des processus dur dans ce cadre

Tentative pour générer les processus durs : mixte simulation/ annalytique : Obtenir des événements rares de façon rapide

Merci de votre attentionMerci de votre attention

Generation de l’echelle de partonsProcessus iteratif : determination des émissions successives

h1

σhard

1ere emission

z1z1

z2

X+,Q0+

(S,Q1+,Q0-)

σhard(S,Q2+,Q0-)

X-,Q0-

hard

ordhardP

)superieuremission (

h2

Elaboration de testCalcul annalytique directe des distributions du nombres de pomeron (échelle) en

fonction des jeux de variables : (X_PE+-, X_IB+-)

),()()(1)()()()( ,, tsxxdt

dzEzEdtdzdzxExEdxdxxFxF

dxdxdn ij

kl ij

MljQCD

MkiQCD

inel

lsoft

ksoftPEPE

PEPE

semi

),()()(1 tsdt

dxfxfdt

dxdxdn ij

IBMj

ijIB

Mi

inelIBIB

semi

MkiQCD

ksoft

k

iM EEFf ,, avec

EPOSGribov Regge Theory Parton Model

Traite les interactions en parallèles: interactions multiple.

Problème : ne tient pas compte de la conservation de l’énergie pour le calcul de section efficace.

Inconvénients : interactions multiples cachées dans la formule “globale”

Permet de calculer les section efficaces hadrons-hadrons comme résultant d’interactions parton-parton.

Parton based Gribov-regge Theory

Jonction entre le modèle des partons et Gribov-Regge theory. Permet de traiter les interactions multiples correctement en tenant compte de la conservation de l’énergie et en calculant correctement le processus dur.

EPOS, générateur de vrais événements, étude de toutes les étapes de la collision.