Z bozonok az LHC nehézion programjában

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Z bozonok az LHC nehézion programjában"

Benedek Magyar
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 Z bozonok az LHC nehézion programjában Zsigmond Anna Julia MTA Wigner FK Max Planck Institut für Physik Fizikus Vándorgyűlés Szeged, 2016 augusztus

Nehézion-ütközések az LHC-nál A-A és p-a ütközések általános tulajdonságai töltött részecskék keletkezése (Npart skálázás) két-részecske korrelációk (ridge effektus, kvarkszám skálázás) A-A

2 Nehézion-ütközések az LHC-nál A-A és p-a ütközések általános tulajdonságai töltött részecskék keletkezése (Npart skálázás) két-részecske korrelációk (ridge effektus, kvarkszám skálázás) A-A ütközésekben kialakult sűrű forró közeg vizsgálata elliptikus folyás, magasabb rendű harmonikusok, viszkozitás jet-keletkezés módosulása, parton energiaveszteség nehéz kvark-antikvark kötött állapotok keletkezése (J/Ψ, Υ) Hideg maganyag és kezdeti állapot vizsgálata p-a ütközésekkel összehasonlítás fotonok, Z és W bozonok (Ncoll skálázás, parton-eloszlásfüggvények) 2

Nehézion-ütközések az LHC-nál Run I 2010 nov.

3 Nehézion-ütközések az LHC-nál Run I 2010 nov. 2,76 TeV 7,2 μb márc. 2,76 TeV 231 nb nov. 2,76 TeV 150 μb jan. 5,02 TeV 35 nb febr. 2,76 TeV 5,4 pb-1 Run II 2015 nov. 5,02 TeV 404 μb dec. 5,02 TeV 25.8 pb nov. p-pb... 3

4 Z bozonok nehézion-ütközésekben Az elektrogyenge bozonok keletkezését lényegében nem befolyásolja az ütközés során kialakult közeg Elektron és müon párok nem vesznek részt az erős kölcsönhatásban Első közelítésben az elemi nukleon-nukleon ütközések számával (Ncoll) skálázik a hozamuk Referenciaként szolgálnak más, a közegben módosuló folyamatok, pl. jetek mérésénél Proton-ólom ütközések mérésével pontosíthatjuk tudásunkat az atommagok parton-eloszlásfüggvényeiről 4

5 Müon rekonstrukció Müonokat a belső nyomkövető és a külső müon detektorok kombinált informácója alapján rekonstruálunk 1-2% pt felbontás elérhető 5

6 Elektron rekonstrukció Elektronokat egy belső nyomhoz tartozó elektromágneses kaloriméterben keletkezett zápor alapján azonosítjuk Kívülről befelé nyomkövetés a fékezési sugárzás figyelembe vételéhez Felbontás 1-2% ET~45 GeV/c elektronokra 6

7 Ütközések centralitása Elméletileg az ütközés impakt paraméterével definiáljuk a centralitást Kísérletileg a forward (HF) kaloriméterben leadott energia alapján osztályozzuk az eseményeket Glauber-modell szimulációt használunk a mérhető és a számolt mennyiségek összekötésére: <b>, <Npart>, <Ncoll> PRC 84 (2011)

8 Z bozonok analízise Pb-Pb és 2,76 TeV JHEP 03 (2015) 022 8

Invariáns tömeg Z bozonok hozama = leptonpárok száma a 60-120 GeV/c2 tartományban Alacsony háttér mindkét csatornában

9 Invariáns tömeg Z bozonok hozama = leptonpárok száma a GeV/c2 tartományban Alacsony háttér mindkét csatornában (elektronokra kicsit nagyobb) azonos töltésű párok alapján Centralitásfüggő korrekciók szimulációból JHEP 03 (2015) 022 9

10 Hozam centralitásfüggése Z bozonok hozamát az elemi nukleon-nukleon ütközések átlagos számával normáljuk minden centralitás osztályban Ez az invariáns hozam a centralitástól függetlennek adódik Megerősíti várakozásainkat a kemény folyamatok skálázási tulajdonságaival kapcsolatban JHEP 03 (2015)

11 Nukleáris módosulási faktor Pb-Pb ütközésekben mért hozamot elosztva a p-p hatáskeresztmetszettel RAA RAA < 1 elnyomás RAA = 1 nincs módosulás RAA > 1 többlet Beláttuk, hogy a Z bozonokat nem befolyásolja a forró és sűrű erősen kölcsönható közeg Elektron and müon eredmények megegyeznek JHEP 03 (2015)

12 Transzverzális impulzus és rapiditásfüggés Rapiditás és transzverzális impulzus függvényében mért nukleáris módosulási faktor is konzisztens eggyel A lehetséges kezdeti állapoti nukleáris effektusok a mérési bizonytalanságokon belül vannak JHEP 03 (2015)

13 Jetek energiavesztesége PRC 84 (2011) PLB 712 (2012) 176 Cél a közeg transzport tulajdonságainak megértése Jet-párokkal a relatív energiaveszteség mérhető 13

14 Foton-jet párok Foton nem vesz részt az erős kölcsönhatásban Közvetlen információ a parton energiaveszteségéről Direkt fotonok mellett háttér partonok fragmentációjából PLB 718 (2013)

15 Z-jet párok Z bozont sem befolyásolja a közeg és a háttér kicsi DE ritka események CMS-PAS-HIN

16 Eseményválogatás Elektron és müon triggerelt Pb-Pb és p-p 5,02 TeV ptjet Z bozon (70 < mz < 110 GeV/c2, ellentétes töltésű müon/elektron pár) ptz > 60 GeV/c Jet ptjet > 30 GeV/c, ηjet < 1,6 0-30% centrális Pb-Pb ütközések ΔΦJZ ptz CMS-PAS-HIN

17 Azimutális szögeloszlás Pb-Pb ütközésekben a kombinatorikus hátteret levonjuk ptjet ΔΦJZ ptz A jet iránya nem módosul a közegben CMS-PAS-HIN

18 Transzverzális impulzus arány ΔΦJZ > ⅞ π Z-jet párok ptjet / ptz arány (xjz) eloszlás kisebb értékek felé tolódik Pb-Pb ütközésekben 0-30% Pb-Pb <xjz> = 0.71±0.04 p-p <xjz> = 0.81±0.02 CMS-PAS-HIN

19 Z bozonhoz asszociált jetek aránya ΔΦJZ > ⅞ π jetek és Z bozonok számának aránya (RJZ) a ptz függvényében Centrális Pb-Pb ütközésben kevesebbszer találunk jetet a Z bozonhoz, mint p-p ütközésben A partonok a közegben elveszítik energiájukat, és a 30 GeV/c jet rekonstrukciós küszöb alá kerülnek CMS-PAS-HIN

20 Összefoglalás és kitekintés A Z bozonok hozama az elemi nukleon-nukleon ütközések számával skálázik JHEP 03 (2015) 022 Z-jet események vizsgálatával pontosíthatjuk tudásunkat a partonok energiaveszteségéről a sűrű és forró közegben CMS-PAS-HIN Ütközések kezdeti állapota / hideg maganyag vizsgálata proton-atommag ütközésekben: A Z bozon hatáskeresztmetszet (W bozon, jet és hadron adatokkal együtt) pontosítja partonsűrűségek leírását az atommagban PLB 759 (2016) 36 PhD dolgozat: CMS-TS Támogatások: OTKA (NK 81447, K 81614, K ) és Swiss National Science Foundation (152601) 20

Hasonló dokumentumok

Bevezetés a nehézion-fizikába (Introduction to heavy ion physics)

Bevezetés a nehézion-fizikába (Introduction to heavy ion physics) Veres Gábor (CERN-PH és ELTE) Hungarian Teachers Programme CERN, 2015. augusztus 20. vg@ludens.elte.hu Hungarian Teachers Programme, CERN,