Padova - 21 maggio 2004 Andrea Dainese 1

Produzione di charm e beauty

in collisioni nucleo-nucleo: Motivazioni

e primi risultati da RHIC

Andrea Dainese

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Contenuti

La fisica di ALICE: collisioni nucleo-nucleo (AA) ad alta energia

Perche’ e’ interessante studiare la produzione di heavy quark in collisioni AA

Charm al Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) di Brookhaven

primi segnali

limiti di macchina e rivelatori

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Materia di QCD ad alta densita’

Diagramma di fase di QCDla materia adronica esiste in diversi stati

ad alta densita’ di energia la materia nucleare subisce una transizione di fase verso un quark-gluon plasma deconfinato

Tem

pera

ture

Baryonic density

U. Heinz

“E’ possibile deconfinare i quark?”

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Collisioni nucleo-nucleo

Collisione di ioni pesanti ad alta energia: alta densita’ di energia (> 2–3 GeV/fm3) su un volume esteso (> 1000 fm3)

Evidenza di deonfinamento all’ SPS (Pb-Pb, )

RHIC sta continuando lo studio a

Prossimo passo: LHC con Pb-Pb a

deep deconfinement: “gas ideale” di gluon e quark

con densita’ di energia ~ 100 GeV/fm3

abbondante produzione di jet e heavy quark

strumenti per studiare le proprieta’ del QGP

GeV 17NNs

GeV 200NNs

TeV 5.5NNs

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Heavy quark come “sonde” di QCDSonde ben calibrate (pp + pQCD) e sensibili alle proprieta’ del mezzo (densita’ di energia e di colore …)

Danno informazioni su queste proprieta’

medium

probe IN(known from

pp, pA+ pQCD)

probeOUT

IN vs. OUT

q: fast color singletg: fast color octet

Q: slow color singlet

QQbar: slow and (weakly-)bound color singlet/octet

perdita di energia?

meno perditadi energia?prod. termica?

dissociazione?aumento?

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Perdita di energia nel mezzo

I partoni attraversano ~ 5 fm di materia ad alta densita’ di gluoni

Perdita di energia per radiazione di gluonemodifica le distribuzioni in momento

depende dalle proprieta’ del mezzo

SONDA

Si puo’ studiare confrontando

le distribuzioni in pt in AA e in pp:

tpp

tAA

colltAA dpdN

dpdN

NpR

/

/1)( < 1 perdita di energia

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Jet quenching in Au-Au 200 GeV -RHIC

PHENIX Collab.nucl-ex/0304022

Ncollision

scaling

Fattore 4 di soppressione in collisioni Au-Au centrali!

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Q

Perdita di energia per gli heavy quark? Effetto “dead cone”?

Heavy quark con energia < 20–30 GeV/c v << c

Radiazione di gluone soppressa ad angoli < mQ/EQ

effetto “dead cone”

Implica minore perdita di energia per charm e beauty

Quenching di D(B) ridottoRapporto D(B)/pioni aumentato e sensibile alla densita’ del mezzo

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Misure di open charm a RHIC

Esperimenti di RHIC non hanno rivelatori dedicati alla ricostruzione dei vertici secondari

In pp e d-Au (bassa molteplicita’): open charm nei canali esclusivi via massa invariante

In Au-Au (elevato fondo: dNch/dy ~ 750!): open charm nei canali semi-elettronici:

identificazione elettroni (EM cal.)

sottrazione contributi fondi: conversioni, decadimenti mesoni leggeri

distribuzione in pt elettroni da D

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Open charm in d-Au

= 1.12 ± 0.20 ± 0.37 mb from D data

NNcc

PHENIX PRELIMINARY

D esclusivi D e+X

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1/T A

A

1/T A

A

1/T A

A

1/T A

A

1/T A

A1

/TA

BE

dN/d

p3 [m

b G

eV-2]

1/T

ABE

dN/d

p3 [m

b G

eV-2]

1/T

ABE

dN/d

p3 [m

b G

eV-2]

1/T

ABE

dN/d

p3 [m

b G

eV-2]

1/T

ABE

dN/d

p3 [m

b G

eV-2]

1/T

ABE

dN/d

p3 [m

b G

eV-2]

Open charm in Au-Au

Errori ancora elevati (run con maggiore statistica appena concluso)

Effetti di quenching non evidenti. Dead cone per il charm?

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ALICE a LHC (prossimo talk)

LHC: sezioni d’urto piu’ elevate di un fattore ~10 per il charm e ~100 per il beauty

ALICE: rivelatori ottimizzati per la ricostruzione di D e B in ambiente ad alta molteplicita’

Ricco programma di fisica di c & b in collisioni pp, p-nucleo e nucleo-nucleo