D. Di BariD. Di Bari II Convegno Sulla Fisica di ALICE – Vietri sul mare

Perché estendere l’intervallo di pT per PID Stato attuale in ALICE Proposte per rivelatori PID per alti pT

Conclusioni e prospettive future

Identificazione di particelle cariche Identificazione di particelle cariche di alto pdi alto pTT in ALICE in ALICE

D. Di Bari – Univ. Di Bari & INFN

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Produzione di particelle vs Produzione di particelle vs PPT T

pT

pQCDHydro

2-3 GeV/c ~8-10 GeV/c ?

SoftSoft FrammentazioneFrammentazionee quenchinge quenching

di jet di jet

0

Meccanismi aMeccanismi appT T “intermedi”?“intermedi”?

SOFT & quenchingSOFT & quenching

CoalescenzaCoalescenza(mini-jet parton + QGP (mini-jet parton + QGP

parton)parton)

Sp

ett

ri,

rap

port

i, R

cp

What we know for sure…

???

I recenti risultati dal RHIC mostrano la necessità di estendere l’intervallo in pT per la PID specialmente per protoni

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Spettri di adroni carichi in collisioni Au-Au a √s = 200 GeV nell’esperimento PHENIX al RHIC

Risultati al RHIC (I)

• eccellente accordo tra pioni neutri e carichi•(anti)protoni/pioni aumenta con la centralità per pT>2 GeV/c

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Risultati al RHIC (II)

•Più alti rispetto a ciò che si osserva nei jet di gluoni

Rapporto p/ a pT>2 GeV/c• ~ 1 in collisioni centrali• ~ 0.4 in coll. Periferiche• ~ 20% piu’ basso per antiprotone

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PID di adroni carichi in ALICEPID di adroni carichi in ALICE

, K, p identificati con grande accettanza combinando dE/dx in Si, TPCe TOF da ~100 MeV a 2 (p/K) - 3.5 (K/p) GeV/c•Con piccola accettanza HMPID estende la PID fino a ~5 GeV perprotoni

0 1 2 3 4 5 p (GeV/c)

TPC + ITS (dE/dx)

/K

/K

/K

K/p

K/p

K/p

e /

e /

HMPID (RICH)

TOF

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Principio di funzionamento del Principio di funzionamento del RICHRICH

RadiatoreRadiatore

CC66FF1414 Liquido (<n>=1.284 Liquido (<n>=1.284

@ E@ Efotfot=6.85 eV)=6.85 eV)

Conversione di fotoni inConversione di fotoni in

CsI (QE 20%)CsI (QE 20%)

< 210 (nm)< 210 (nm)

FotorivelatoreFotorivelatore

MWPC con catodo a padMWPC con catodo a pad

CHCH44 nella “ gap di nella “ gap di

prossimità”prossimità”

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array di 7 moduli (ciascuno ~1.5 x 1.7 m2)

HMPID layout in ALICEHMPID layout in ALICE

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1 evento Hijingcentrale PbPb

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• Pb-Pb central (dN/dY=8000)• 50 tracks/ m2

Colour = separation power /K and K/p

pK

Performance del RICH in ALICEPerformance del RICH in ALICE

Separazione p/K Separazione p/K di 3di 3 a 5 GeV/c a 5 GeV/cin interazioni Pb-in interazioni Pb-Pb a 5.5TeVPb a 5.5TeV(dn/dY=8000) (dn/dY=8000)

#photoel. Per =1→ 20

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Efficienza di identificazione e contaminazione

1. Merging di 14 h+ in un evento centrale Pb-Pb (molti eventi)2. Eventi con una sola specie di particella carica, con occupazione

simile ad eventi Pb-Pb centrali (pochi eventi)

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Identificazione con Identificazione con HMPIDHMPID

Determinazione matrice di (mis)identificazioneDeterminazione matrice di (mis)identificazione

0.74 0.18 0.040.16 0.61 0.070.05 0.07 0.68

Eff(2<p<2.5 GeV/c) =

exp

exp

exp

p

kthp

thk

th

ppkpp

pkkkk

pk

y

y

y

y

y

y

eee

eee

eee

Eff yth yexp

Yth = Eff-1 x yexp

Esempio in eventi centrali PbPb (dN/dY=4000)

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Risultati sulla Risultati sulla produzione di adroni produzione di adroni carichi a STAR con carichi a STAR con

ALICE-RICHALICE-RICH

Au-Au a 130 GeV/c (~1 M eventi) e 200 GeV/c (~5 M eventi) + pp

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Determinazione di v2 ad Determinazione di v2 ad alti palti pTT

Eventi minimum bias Au-Au nell’esperimento STAR

settembre 2004

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Antiproton/proton

20 Eventi Hijing Pb-Pb completamente ricostruiti

2 (anti)protoni in ogni modulo

Determinazione di pbar/p in ALICE con HMPID

Correzione per annichilazione di pbar(circa 5%)

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Results of the invM spectrum of the (1020)

No corrections for

- HMPID geometrical acceptance (5%)

- Tracking efficiency (constant )

RSL = 1.2 MeV/c2NΦ fit = 165454 ± 758 NΦAliRoot = 166568

ΓΦ = 4.43 ± 0.08 MeV/c2

MΦ = 1019.6 MeV/c2 (fixed)

S/B = 0.05 S/ √ S+B = 94

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Identificazione KIdentificazione K±± ±±++--

K+

+

+-

Misura di K± possibile in 3 maniereindipendenti:1 – kinks2 – dE/dx3 – decadimento in 3 pioni (5%) (utilizzando l’HMPID,TOF)

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Strategie per Strategie per l’identificazionel’identificazione

Differente in pp e PbPb a causa del fondo:Differente in pp e PbPb a causa del fondo: pppp

identificazione estesa anche a p più bassiidentificazione estesa anche a p più bassi Non conoscenza degli angoli di Non conoscenza degli angoli di

impattoimpatto Angoli di impatto calcolati Angoli di impatto calcolati

dall’ultimo punto musurato dai riv. dall’ultimo punto musurato dai riv. Traccianti e MIPTraccianti e MIP

utilizzo dati provenienti da test con utilizzo dati provenienti da test con cosmicicosmici

PbPbPbPb Identificazione positiva per p>1.3 GeV/c Identificazione positiva per p>1.3 GeV/c

(n(nphph>3)>3) Calcolo pesi per ciascun fotone (fondo)Calcolo pesi per ciascun fotone (fondo)

PbPbIdentificazione

positiva

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Come estendere l’identificazione di adroni carichi

per p > 5 – 10 GeV/c ?

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Np.e(= 1) ≈ 40Cherenkov Photons

Photon detector

“Study of gas Cherenkov detector for high momentum charged particle identification”

(G. Volpe)

MIP1 evt–3 GeV/c

10 evt–3 GeV/c

1 evt–15 GeV/c

10 evt–15 GeV/c

Hijing event

Proximity-focusing setup

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L’identificazione è ottenuta tramite la misura del diametro del blob (funzione dell’impulso della particella carica). Il diametro è stimato misurando il diamtro della circonferenza che contiene il 98% della carica delle pad.

9-15 GeV/c9-15 GeV/cAbsence of Absence of signal signal

15-24 15-24 GeV/cGeV/c9-15 GeV/c9-15 GeV/c3-15 GeV/c3-15 GeV/cWith signalWith signal

pp KKIdentification momentum range

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array di 7 moduli (ciascuno ~1.5 x 1.7 m2)

HMPID layout in ALICEHMPID layout in ALICE

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MIP

Spherical mirror

Photon detector

Np.e(= 1) ≈ 30

Focusing setup

Photons, emitted in the radiator, focus in a plane that is located at R/2 from the mirror center. The mirror have been ordered in a honeycomb style with the sides of the hexagon being 104 cm. The radiator gas is C5F12 and the photon detector is a MWPC or a GEM with CsI photocathode.

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Performance with mirrors

9-18 GeV/c9-18 GeV/cAbsence of Absence of signal signal

15-33 15-33 GeV/cGeV/c9-15 GeV/c9-15 GeV/c3-15 GeV/c3-15 GeV/cWith signalWith signal

pp KKIdentification momentum range

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ConclusioniConclusioni

L’estensione nell’intervallo in pT per l’identificazione di L’estensione nell’intervallo in pT per l’identificazione di adroni carichi è auspicabileadroni carichi è auspicabile

Importanza nella comprensione del meccanismo di Importanza nella comprensione del meccanismo di produzione (2-15 GeV/c)produzione (2-15 GeV/c)

Proposta in ALICE per identificazione di protoni fino a Proposta in ALICE per identificazione di protoni fino a

10-15 GeV/c in fase di studio10-15 GeV/c in fase di studio

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Slides di riserva….

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Strategia di riconoscimento Strategia di riconoscimento delle immagini anularidelle immagini anulari

La La trasformata di Houghtrasformata di Hough costituisce un costituisce un efficiente efficiente riconoscimento riconoscimento di configurazioni globali (curve, segmenti, etc..) presenti in di configurazioni globali (curve, segmenti, etc..) presenti in

un’immagine (cercando i un’immagine (cercando i massimi localimassimi locali in uno in uno spazio parametricospazio parametrico caratteristicocaratteristico))

coordinate del cluster

parametri di impatto della traccia

soluzione in uno spazio

unidimensionale c

angolo del

fotone Cherenkov

(x,y) ((xp,yp,p,p), c)