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Jet Energieverlust und Mach Kegel in Schwerionenkollisionen

Jet Energieverlust und Mach Kegel in Schwerionenkollisionen. Barbara Betz Institut für Theoretische Physik Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main. Arbeitstreffen Kernphysik Schleching 2007. Überblick. Jet Propagation Jet Quenching Zwei- und Dreiteilchen Korrelationen

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Jet Energieverlust und Mach Kegel in Schwerionenkollisionen

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Presentation Transcript

  1. Jet Energieverlust und Mach Kegel in Schwerionenkollisionen Barbara Betz Institut für Theoretische Physik Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main Arbeitstreffen Kernphysik Schleching 2007

  2. Überblick • Jet Propagation • Jet Quenching • Zwei- und Dreiteilchen Korrelationen • Hydrodynamischen Beschreibung des Jet Energieverlustes

  3. Jet Propagation

  4. Jet Propagation F. Wang, QM06

  5. Jet Quenching

  6. Jet Quenching • Unterdrückung des away-side jets • in Au+Au Kollisionen • 4 < pT < 6 GeV/c • pTassoc > 2 GeV/c • verglichen mit p+p Kollisionen J. Adams [STAR Collaboration], Phys. Rev. Lett. 91 072304 (2003) • Jet Quenching

  7. Jet Quenching Out-of-plane . × • Vergleich zweier Jets: • Propagation innerhalb der Stoßebene • Propagation aus der Stoßebene heraus • unterschiedliche Unterdrückung des away-side jets In-plane STAR Collaboration, preliminary

  8. Energieverteilung • Jet Korrelationen in p+p Kollisionen: • Back-to-back peaks treten auf.

  9. Energieverteilung • Jet Korrelationen in zentralen Au+Au Kollisionen: • Away-side jet verschwindet für Teilchen mit pt > 2 GeV/c

  10. Energieverteilung • Jet Korrelationen in zentralen Au+Au Kollisionen: • Away-side jet tritt für Teilchen mit pT > 0.15 GeV/c wieder auf.

  11. Zwei- und Dreiteilchen Korrelationen

  12. Zweiteilchen Korrelationen • Neuverteilung von Energie ist sichtbar in • Zweiteilchen Korrelationen • 4 < pT < 6 GeV/c • 0.15 < pTassoc < 4 GeV/c F. Wang [STAR Collaboration], Nucl. Phys. A 774, 129 (2006)

  13. Dreiteilchen Korrelationen p-y p+y F. Wang [STAR Collaboration], Nucl. Phys. A 774, 129 (2006) F. Wang [STAR Collaboration], preliminary Df1 = p±y Df2= p ± y Df1 - Df2 { 0 = ±y 2

  14. Mach Kegel Schallgeschwindigkeit Emissionswinkel des Mach Kegels: cs cos θ = ~ 60 – 90° vjet vjet hängt von der Masse des leading quarks ab! F. Wang, QM06 θ = 1.0 rad • masseloses QGP: cs ~ 0.57 • hadronische Materie: cs ~ 0.3 θ = 1.3 rad • Phasenübergang 1. Ord.: cs ~ 0 θ = 1.5 rad

  15. Hydrodynamische Beschreibung Barbara Betz, Kerstin Paech, Dirk Rischke, Horst Stöcker

  16. Motivation • Maxima: Wechselwirkungen des Jets mit dem Medium • Wechselwirkungen sind theoretisch nicht ausreichend verstanden • (3+1)d ideale hydro- dynamische Näherung F. Wang [STAR Collaboration], preliminary

  17. (3+1)d Hydrodynamik • Annahme: Near-side jet wird nicht beeinflusst • (3+1)d hydrodynamischen Code • implementieren Jet • mit Energie- und Impulsdeposition in t=2 fm • in sphärisch expandierende • Materie

  18. Ideales Gas

  19. Ideales Gas • Ultrarelativistisches ideales Gas: p = e/3 • Zeitliche Entwicklung bis t = 12.8 fm/c

  20. Zustandsgleichung mit 1. Ordnung Phasenübergang

  21. Zustandsgleichung mit Phasenübergang • Betrachten ein Bag Modell • Phasenübergang von Hadrongas zum QGP • kritischen Temperatur Tc = 169 MeV • Vergleichen zwei Anfangsdichten: • Phasenübergang durch Jet • Medium oberhalb Phasengrenze

  22. Zustandsgleichung mit Phasenübergang • Medium befindet sich in der gemischten Phase t = 12.8 fm/c • Seitliche Maxima bei großen Winkeln

  23. Motivation • Maxima: Wechselwirkungen des Jets mit dem Medium • Wechselwirkungen sind theoretisch nicht ausreichend verstanden • (3+1)d ideale hydro- dynamische Näherung F. Wang [STAR Collaboration], preliminary

  24. Zusammenfassung • Zweiteilchenkorrelationen: Maxima bei großen Winkeln • Dreiteilchenkorrelationen: Signal für Mach Kegel • Hydrodynamik mit Phasenübergang (cs ~ 0): Maxima bei großen Winkeln (f ~ 85°), beobachtet von STAR Collaboration

  25. Einfluss der Orientierung des Jets

  26. Ideales Gas • Ultrarelativistisches ideales Gas: p = e/3 • Zeitliche Entwicklung bis t = 12.8 fm/c

  27. Ideales Gas • Azimuthalwinkelverteilung mit |Dh| < 0.5 t = 0 fm/c t = 12.8 fm/c • Jet induziertes Maximum ist asymmetrisch

  28. Zustandsgleichung mit Phasenübergang • Zusätzliche Jet-Energie bewirkt Phasenübergang t = 12.8 fm/c • Seitliches Maxima bei p/2

  29. Zustandsgleichung mit Phasenübergang • Medium befindet sich oberhalb des Phasenübergangs t = 12.8 fm/c • Zusätzliches Maximum zwischen 3p/2 und 2p

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