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Topics in Plasma Signatures at RHIC

Topics in Plasma Signatures at RHIC. CERN announcement in Feb. 2000 Flowing matter Jet quenching Jet Tomography Baryon ‘anomaly’? More on Jet Tomography CERN now Outlook. 藤井宏次 （東大・駒場）. 0. 初めに. お断り： ~ 80 exp papers/3yrs ~ so many theory papers on RHIC already

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Presentation Transcript

  1. Topics in Plasma Signaturesat RHIC • CERN announcement in Feb. 2000 • Flowing matter • Jet quenching • Jet Tomography • Baryon ‘anomaly’? • More on Jet Tomography • CERN now • Outlook 藤井宏次 （東大・駒場） FUJII@KEK workshop

  2. 0. 初めに お断り： ~ 80 exp papers/3yrs ~ so many theory papers on RHIC already ~ 45 plenary, ~ 100 short talks, a number of poseters @QM04会議 会議に影響された、一部分の紹介 詳細は www.lbl.gov/nsd//qm2004/　のホームページ FUJII@KEK workshop

  3. 0. 初めに 重イオン衝突特有の変数 sqrt(s), A, b y, h … rapidity ~ 縦方向運動量 pT 横方向運動量 Npart, Ncoll モデルによる定義 中心衝突ほど大きい dNch/dy 荷電粒子数/rapidity FUJII@KEK workshop

  4. V0; Radial flow ブーストされた熱分布 重たい粒子がほどTeffが大 Invariant momentum distribution & Flow 相互作用（EOS）による集団的な流れの生成 • V1; directed flow • 非中心衝突 • V2; elliptic flow • 非中心衝突 • 「圧力」勾配の目安 z FUJII@KEK workshop

  5. Chemical equilib.& Strangeness enhancement 1. CERN announcement in Feb. 2000 Low mass dileption J/psi suppression Becattini ‘New State of Matter’ WA97, PLB433 NA50, Santos QM04 端 中心 FUJII@KEK workshop

  6. より高エネルギーに進む利点 ハードな過程が優勢になってくる ジェット、重いクォーク、direct g …etc. 初期過程を計算できる より大きなエネルギー開放 ~ log2s 濃密、長生きの高エネルギー領域 Central coll. SPS RHIC LHC s1/2 (GeV) 17 200 5500 dNch/dy 430 700 (2-8)x103 Au+Au Collision Energy and Multiplicity pQCD ストリング模型 X.N.Wang RHIC Alice theory overview, fig1-7 FUJII@KEK workshop

  7. 集団的流れの生成には相互作用が極めて重要 2. Flowing matter; Large v2 RHICでは流体模型がv0,v2を同時に記述; ‘Hydro Limit’ CERES 17 AGeV CERN で確立された重要な概念：‘flow’ 17 AGeV CERES/SPS FUJII@KEK workshop Presented by M.Gyulassy@QM04

  8. 3. Jets and Quenching High energy quarks and gluons propagating thru quark-gluon plasma suffer differential energy loss via elastic scattering from quanta in the plasma. … + Radiation(Pluemer, Gyulassy, Wang ’95) 活発な理論研究(BDMPS, Zakharov, Wiedemann, Levai,Vitev,…) FUJII@KEK workshop

  9. Matter 3. Jets and Quenching X 真空： E loss ~ 1GeV/fm (string tension) 媒質中： E loss ~ 物質内のエネルギー輸送 エネルギー損失と方向相関の喪失 (pT broadening) X 摂動論による評価 – non-Abelian Bremsstrahlung Baier, Dokshitzer, Muller, Peigne, Schiff (96), Zakharov(97), … FUJII@KEK workshop

  10. 3. Jets and Quenching T. Hemmick, QM04 =1, if sum of pp colls. 実際に得られた結果： 周辺衝突 中心衝突 FUJII@KEK workshop

  11. 3. Jets and Quenching 実験グループ間の一致性 FUJII@KEK workshop

  12. 3. Jets and Quenching Phenix group Au + Au Experiment d + Au Control Experiment 比較実験＠RHIC 衝突で生成された媒質による効果であること X X Final Data Preliminary Data FUJII@KEK workshop

  13. 3. Jets and Quenching 比較実験＠RHIC 衝突で生成された媒質による効果であること AuAu実験後の、比較実験d-Auにおいて、Quenchingが 終状態効果であることが確認されたので、日本の新聞は d-Au衝突の中にPlasmaが示唆されたように報道してしまった… FUJII@KEK workshop

  14. d+Au 4. Jet Tomography* Matterとの相互作用をツブサニ調べて、Matterの情報を得る Back-to-Back 相関;　確かに後方ピークが消失 * X線断層撮影 Df |h|<0.7, trig; 4<pT(trig)<6 GeV/c assoc.; 2<pT<pT(trig) FUJII@KEK workshop PRL91 072304 (2003)

  15. 4. Jet Tomography* 理論的な模型が、high pT Quenching と Back-to-back 相関の消失を一貫して説明できる ～100 e0 * X線断層撮影 e.g., ‘Hydro+Jet’ Model (Hirano-Nara, PRL91) FUJII@KEK workshop

  16. 0. 小休止： • 大きなv2  流体的な取扱いが適切な(Sticky) Matter • High pT粒子の抑制＋dA生成物質によるJet Quenching …… QM04以前に公開済み …… これからQM04で学んだこと FUJII@KEK workshop

  17. 5. Baryon ‘anomaly’ at RHIC Phys. Rev. Lett 91, 172301 (2003). p/p p/p AuAU中心衝突においては、 Pionsは抑制されるが、Protonsは抑制されない！　　　　　　QM01 ~ J. Velkovskaya QM04 FUJII@KEK workshop

  18. 5. Baryon anomaly at RHIC いくつかあるうちの、二とおりの説明 どちらもｐT分布を記述できる Quarks recombine Quarks flow, baryon has 3q Fries et al. PhysRevC68(03)044902 Hadrons Flow 重たい粒子ほど影響が大きい Hirano-Nara nucl-th/0307015 FUJII@KEK workshop

  19. Look at f meson: 5. Baryon anomaly at RHIC J. Velkovskaya QM04 Baryons and mesons are different FUJII@KEK workshop

  20. The QGP Fingerprint at RHIC = Bulk collective flow PQCD(T) F Asym. pQCD Jet Quenching qn Coalescence M. Gyulassy QM04 Bulk PQCD Hydro

  21. エネルギー損失の行方 6. More on Jet Tomography Koike-Matsui, Phys.Rev.D45(92) … how the energy supplied by these test charges is distributed ... F. Wang for STAR, QM04 どのように損失エネルギーが熱化するのか 損失エネルギーはいくらか S. Pal, S. Pratt, PLB574 (2003) 21. X.-N. Wang, PLB 579 (2004) 299, nucl-th/0307036. C.A. Salgado, U.A. Wiedemann, hep-ph/0310079. M. Gyulassy, I. Vitev, X.-N. Wang, B.-W. Zhang, nucl-th/0302077. …… FUJII@KEK workshop

  22. STAR Preliminary High pT particle 0.15<pT<4 GeV/c High pT particle p+p Jet-like structures Au+Au p+p (1/Ntrig) dN/d(Df) Signal Au+Au top 5% background Df Reconstructing associated particles F. Wang QM04 6. More on Jet Tomography • Select a leading particle 4<pT<6 GeV/c, |h|<0.75. • Associate all other particles (0.15<pT<4 GeV/c, |h|<1.1) with the leading particle. Form Df,Dh correlation. • Background from mix- events. v2 modulation on background. Normalize in 0.9<|Df|<1.3. • Efficiency corrections are applied to associated particles. • Take difference and normalize per trigger. FUJII@KEK workshop

  23. p+p F. Wang QM04 6. More on Jet Tomography STAR Preliminary With the same final leading particle, we are selecting a larger energy jet in central AA than in pp. FUJII@KEK workshop

  24. STAR Preliminary Fit to near side: const. + gaussian + Borghini-cos(fixed) p+p Au+Au 5% free fit (1/Ntrig) dN/d(Df) stat. mom. conserv.Borghini et al. stat. mom. conserv.Borghini et al. Df Df エネルギー損失の行方 F. Wang QM04 6. More on Jet Tomography 実験により、Jetの構造変化、Matterとの相互作用が見始めている！ Jetに関連したsystematics FUJII@KEK workshop

  25. M. Gazdzicki, QM04 Systematics 7. CERN Now, before LHC Energy scan by NA49 20、30、40、80、158GeV • pion 多重度 2. K+ 生成 3. K+ 有効温度 …etc A scan – lighter ions J/psi improvement by NA50 QCD critical point? 揺らぎの振る舞い ? FUJII@KEK workshop S1/4

  26. Allton et al. hep-ph/0206200 Fodor-Katz, JHEP0203:014(’02) Critical Point Stephanov, Rajagopal, Shuryak PRL (1998) QCD critical point • カイラル対称性は顕わに破れている • 秩序変数はスカラ密度、エネルギー密度、バリオン数密度の線形結合 • 保存量の揺らぎがむしろ大切 バリオン数、エネルギー HF-Ohtani hep-ph/0401028 Son-Stephanov hep-ph/0401052 FUJII@KEK workshop

  27. Effective Potentials at the critical points NJL model O(4) TCP Z2CP r e FUJII@KEK workshop s

  28. 8. Outlook RHIC ‘Overwhelming’QGP? 集団的な‘パートン物質’を見ている 　　　　 強い集団流れの生成 　　　　 ジェット・エネルギー吸収 　　これから 　　　　 ジェットとMatter相互作用の系統的な解析 Jpsi, gなど‘Rareobservables’ … Run 4 CERN 系統的なスキャン Plasma生成の敷居条件 QCD critical point 会議の影響を受けて消化しきれていない一個人の感想です。 FUJII@KEK workshop

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