HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 1

HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 1

http://www.youtube.com/watch?v=xrL2ELkQOiE


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


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

http://inspirehep.net/

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


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


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


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)


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]


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


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)


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


RHIC BRAHMSPHOBOS

PHENIXSTAR

AGS

TANDEMS

Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC)

BOOSTER

1999 - 2005

1999 - 2005


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


Construction des Détecteurs au RHIC: - Détecteurs Silicium Pixels PHOBOS (1998-2005)

- Détecteurs de Traces Silicium Stripixel PHENIX (2003 à présent)


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.


Pixel pitch

+__++__++

_+_

h

Détecteur Silicium: Jonction P-N


+__+

QX

QY

+__++_+_

Pixel pitch

Detecteur Silicium: Jonction P-N


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


Outline

Modules silicium (VA-HDR-1 chip, IDEAS) Vue en coupe de la structure interne et les tests

Détecteurs Silicium Pixels PHOBOS (1998-2005)


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


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


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 ?


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


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


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


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±


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 d+Au, pEm, pPb

Collisions p + p (UA5)

beamy

Rachid Nouicer exposéConférence QM 2004Journal of Physics G 30 (2004) S1133


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”


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


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


Outline Mes Prédictions pour le LHC :Multiplicite de h±

Mi-rapidité

en 4

Distributions


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


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


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.


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


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


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


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


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 :


Y a-t-il une autre observable physique

qui confirme les résultats

FLOT ?


“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)


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


Y a-t-il une autre observable physique

qui confirme les résultats

FLOT et

Correlations Di-jet ?


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 :


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 ?


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


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


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


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.


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


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


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”


Colle “Dow Corning”: 100 [um] Placement des modules sur les echelles

Détecteurs de Trace Silicon Stripixel PHENIX “VTX”

53


04/11/23 [email protected]

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

54


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

55

Rachid Nouicer exposéConférence QM 2012Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c


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

56



Électron: Distance of Closest Approach (DCA)

57




58




59




60




61




62




63




64



c/(b+c) = 0.92 ± 0.02


65



c/(b+c) = 0.78 ± 0.06

Electron: Distance of Closest Approach (DCA)

66



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

67



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

68



RAA (be) = x

Extraction du RAA de Beauté

69


Aucune hiérarchie simple de masse dans la saveur lourde

RAA (be) < RAA (ce)

Facteur de Modification Nucléaire : RAA Charme et Beauté

70



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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HDR/Université de Strasbourg Rachid Nouicer 04/11/23 [email protected]

Auxiliary Slides


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)


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).


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


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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