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)
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