Studio della produzione di particelle light-flavoured e delle loro correlazioni in eventi ad alta molteplicità a LHC

Roberto Preghenella

per la Collaborazione ALICE

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare CERN

Studio della produzione di particelle

“light-flavoured” e delle loro correlazioni in eventi ad alta molteplicità a LHC

Incontri di Fisica della Alte Energie (IFAE 2015) Roma, Università di Roma Tor Vergata

8-10 Aprile 2015

Roberto Preghenella

Il rivelatore ALICE

2

disegnato per studi

ad altissima molteplicità

dNch/dη ≤ 8000

tracciamento 3D (TPC)

utilizza tutte le tecniche di PID conosciute

un esperimento dedicato alla fisica “heavy-ion" a LHC

Roberto Preghenella

Uno zoo di particelle

3

ALICE ha misurato la produzione di un gran numero di particelle, risonanze e nuclei

e anti-particelle/nuclei

3Λ

H

3

He

⁴

He d

Ω Ξ

K

S0

Λ K

^±

p π

^±

K* φ Σ* Ξ*

D

⁰

D*

⁺

D

S

J/ψ ψ' Υ π

⁰

Λ*

η

Roberto Preghenella

Fenomeni collettivi

4

la materia creata in collisioni di ioni pesanti

ad alta energia può

essere descritta tramite modelli idrodinamici

• fase partonica calda e densa in rapida espansione

• si sviluppano flussi collettivi e il sistema si raffredda

• transizione di fase

(adronizzazione) quando è raggiunta la Tcritica

che comporta

• dipendenza della forma degli spettri in pT dalla massa della particella

• caratteristica anisotropia azimutale (anisotropia spaziale iniziale)

esistono effetti simili anche in piccoli sistemi ?

Roberto Preghenella 5

chiara evoluzione degli spettri in p

T

→ "hardening"

maggiormente pronunciato per i protoni


dipendenza dalla massa come previsto in espansione idrodinamica collettiva

ALICE, PRC 88 (2013) 044910

) (GeV/c pT

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 ]-2 )c) [(GeV/yd Tp/(dN2 ) d Tpπ 1/(2 evN1/

10-3

10-2

10-1

1 10 102

103

104

105

106

π

Range of combined fit

0-5%

80-90%

positive negative combined fit individual fit

(a)

ALI-PUB-56574

) (GeV/c pT

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 ]-2 )c) [(GeV/yd Tp/(dN2 ) d Tpπ 1/(2 evN1/

10-4

10-3

10-2

10-1

1 10 102

103

104

105

K

Range of combined fit

0-5%

80-90%

positive negative combined fit individual fit

(b)

ALI-PUB-56578

) (GeV/c pT

0 1 2 3 4 5

]-2 )c) [(GeV/yd Tp/(dN2 ) d Tpπ 1/(2evN1/

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

1 10 102

103

104

p

Range of combined fit

0-5%

80-90%

positive negative combined fit individual fit

(c)

ALI-PUB-56582

Produzione di particelle in Pb-Pb

Roberto Preghenella

Fenomeni collettivi

6

la materia creata in collisioni di ioni pesanti

ad alta energia può

essere descritta tramite modelli idrodinamici

• fase partonica calda e densa in rapida espansione

• si sviluppano flussi collettivi e il sistema si raffredda

• transizione di fase

(adronizzazione) quando è raggiunta la Tcritica

che comporta

• dipendenza della forma degli spettri in pT dalla massa della particella

• caratteristica anisotropia azimutale (anisotropia spaziale iniziale)

esistono effetti simili anche in piccoli sistemi ?

Roberto Preghenella

0 2 4 6

0 0.1 0.2 0.3 0.4

= 2.76 TeV sNN

ALICE 40-50% Pb-Pb

| > 0.9}η∆{SP,| 2v

) (GeV/c pT

π± K^±

0

Ks p+p φ Λ+Λ

Ξ+ -+

Ξ Ω^-+Ω⁺

ALI−PUB−82660

0 2 4 6

0 0.1 0.2 0.3 0.4

= 2.76 TeV sNN

ALICE 40-50% Pb-Pb

| > 0.9}η∆{SP,| 2v

) (GeV/c pT

π± K^±

0

Ks p+p φ Λ+Λ

Ξ+ -+

Ξ Ω^-+Ω⁺

ALI−PUB−82660

0 2 4 6

0 0.1 0.2 0.3 0.4

= 2.76 TeV sNN

ALICE 40-50% Pb-Pb

| > 0.9}η∆{SP,| 2v

) (GeV/c pT

π± K^±

0

Ks p+p φ Λ+Λ

Ξ+ -+

Ξ Ω^-+Ω⁺

ALI−PUB−82660

Flusso anisotropo in Pb-Pb

7

v

2

connesso alle proprietà della fase partonica deconfinata

viscosity over entropy-density (η/s) del mezzo caldo e denso

anisotropia spaziale

(geometria collisione)

⟶ anisotropia nello spazio degli impulsi: v

2

v

2

misurato per

π^±, K^±, K0S, p, φ, Λ, Ξ, Ω




"mass ordering"

attribuito alla velocità di espansione radiale

comune

ALICE, arXiv:1405.4632 [nucl-ex]

Pb-Pb

Roberto Preghenella

Fenomeni collettivi

8

la materia creata in collisioni di ioni pesanti

ad alta energia può

essere descritta tramite modelli idrodinamici

• fase partonica calda e densa in rapida espansione

• si sviluppano flussi collettivi e il sistema si raffredda

• transizione di fase

(adronizzazione) quando è raggiunta la Tcritica

che comporta

• dipendenza della forma degli spettri in pT dalla massa della particella

• caratteristica anisotropia azimutale (anisotropia spaziale iniziale)

esistono effetti simili anche in piccoli sistemi ?

Roberto Preghenella

Correlazioni a due particelle

9 CMS, PLB 718 (2013) 795

osservazione di una struttura


long-range (2 < |Δη| < 4), near-side (Δφ ≈ 0)

nelle correlazioni angolari in eventi p-Pb ad alta molteplicità

p-Pb

Roberto Preghenella

Il "ridge"

10 CMS, PLB 718 (2013) 795 STAR, PRC 80 (2010) 064912

long-range (2 < |Δη| < 4), near-side (Δφ ≈ 0)

simile alla struttura denominata "ridge" osservata in Au-Au interpretazione: dovuto a presenza di fenomeni collettivi

p-Pb Au-Au

Roberto Preghenella 11 CMS, PLB 718 (2013) 795 CMS, JHEP 09 (2010) 091

p-Pb pp

Il "ridge"

long-range (2 < |Δη| < 4), near-side (Δφ ≈ 0)

struttura osservata anche in eventi pp ad alta molteplicità

in realtà è stata osservata prima in pp che in p-Pb

Roberto Preghenella

Il "double ridge"

12 ALICE, PLB 719 (2013) 29

sembra un effetto collettivo

espansione di Fourier in Δφ: v2, v3, …

l’osservazione del ridge in p-Pb ha stimolato ulteriori idee

rimozione del contributo da jet: sottrazione degli eventi a bassa molteplicità

rivelata la presenza di una struttura "double ridge"

p-Pb

Roberto Preghenella 13 CMS, PAS HIN-14-006

v

2

rimane grande anche quando calcolato con più particelle

v2{4} = v2{6} = v2{8} = v2{LYZ} differente sensibilità ad effetti non collettivi

c’è della reale collettività in p-Pb

Pb-Pb p-Pb

Un vero fenomeno collettivo

Roberto Preghenella

v ₂ di particelle identificate in p-Pb

14

"mass ordering" osservato a basso p

T

v

2

è inferiore per particelle più pesanti inversione (crossing) a più alto p

T

somigliante alle osservazioni A-A

ALICE, PLB 726 (2013) 164

0 2 4 6

0 0.1 0.2 0.3 0.4

= 2.76 TeV sNN

ALICE 50-60% Pb-Pb

| > 0.9}η∆{SP,| 2v

) (GeV/c pT

π±

K±

p p+

ALI−PUB−83874

0 2 4 6

0 0.1 0.2 0.3 0.4

= 2.76 TeV sNN

ALICE 50-60% Pb-Pb

| > 0.9}η∆{SP,| 2v

) (GeV/c pT

π±

K±

p p+

ALI−PUB−83874

ALICE, arXiv:1405.4632 [nucl-ex]

ALICE, PLB 719 (2013) 29

Pb-Pb

p-Pb

p-Pb

Roberto Preghenella 15

"mass ordering" osservato a basso p

T

v

2

è inferiore per particelle più pesanti inversione (crossing) a più alto p

T

consistente con le previsioni espansione idrodinamica collettiva

Bozek et al., PRL 111 (2013) 172303

ALICE, PLB 726 (2013) 164 ALICE, PLB 719 (2013) 29

p-Pb

p-Pb

p-Pb

v ₂ di particelle identificate in p-Pb

Roberto Preghenella

0 2 4 6 8 10

]-2 )c) [(GeV/yd Tp/(dN2 d Tpπ 1/2 evN1/

10-8

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

1 10 102

103

104

(100x) π-

+ + π

(10x) + K-

K+

(1x) p p +

(0.1x)

0

KS

(0.01x) + Λ

Λ

= 5.02 TeV sNN

ALICE, p-Pb,

V0A Multiplicity Class (Pb-side) 5-10%

Blast-Wave EPOS LHC Krakow DPMJET

< 0.5 0 < yCMS

) c (GeV/

pT

0 2 4 6 8 10

data / model

0 2 4 6 8 10

0.5 1

1.5 π⁺ + π-

0 2 4 6 8 10

0.5 1

1.5 ^-

+ + K K

0 2 4 6 8 10

0.5 1

1.5 p + p

0 2 4 6 8 10

0.5 1

1.5 ⁰

KS

0 2 4 6 8 10

0.5 1

1.5 Λ + Λ

ALI−PUB−58145

ALICE, PLB 728 (2014) 25

16 ALICE, PLB 728 (2014) 25

Blast-Wave

hydro-motivated fit

thermal sources expanding with common velocity

EPOS LHC

full event generator with hydro evolution

Krakow

3+1 viscous hydro

DPMJET

pQCD based

p-Pb

migliore descrizione fornita dai modelli che includono effetti idrodinamici collettivi

Produzione di particelle in p-Pb

Roberto Preghenella

Rapporti barione-mesone in p-Pb

17

c) (GeV/

pT

)- π + + π) / (p(p +

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

0 1 2 3

0-5%

60-80%

= 5.02 TeV sNN

ALICE, p-Pb,

V0A Multiplicity Classes (Pb-side)

0 1 2 3

0-5%

80-90%

= 2.76 TeV sNN

ALICE, Pb-Pb,

ALI−PUB−58061 (GeV/c)

pT

S0 / KΛ

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4

0 2 4 6 8

0-5%

60-80%

= 5.02 TeV sNN

ALICE, p-Pb,

V0A Multiplicity Classes (Pb-side)

0 2 4 6 8

0-5%

80-90%

= 2.76 TeV sNN

ALICE, Pb-Pb,

ALI−PUB−58065

significativa dipendenza dalla molteplicità:

arricchimento a pT intermedio con l’aumentare della molteplicità corrispondente svuotamento nella regione a basso pT

reminiscente dei fenomeni osservati in Α-Α

generalmente compresi in termini di moti collettivi / ricombinazione di quark

p-Pb Pb-Pb

p-Pb Pb-Pb

ALICE, PLB 728 (2014) 25

Roberto Preghenella

Rapporto p/φ

18 ALICE, arXiv:1404.0495 [nucl-ex]

rapporto barione/mesone:

p: 938 MeV/c

²

qqq φ: 1018 MeV/c

²

qq

le forme degli spettri sono molto simili se particelle

hanno masse simili

rapporto p/φ è costante

i dati sembrano indicare che sia la massa della particella il parametro principale che definisce

la forma dello spettro

(come previsto da idrodinamica)

−

c ) (GeV/

p

T

0 1 2 3 4 5

Baryon/Meson Ratio

0 0.5 1

1.5 ^S

/K

0

Λ

p/ π

× 0.1 p/ φ

ALICE

= 2.76 TeV sNN

Pb-Pb

Centrality 0-10%

ALI−PUB−90633

Pb-Pb

Roberto Preghenella

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

]-2 )c) [(GeV/yd Tp/(dN2 d Tpπ 1/2 evN1/

10-7

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

1 10 102

103

104 ALICE Preliminary, p-Pb, s_NN = 5.02 TeV V0A Multiplicity Class (Pb-side): 0-5%

(100x) π-

+ + π

(50x) + K-

K+

(25x)

0

KS

(1x) p p +

(0.1x) + Λ

Λ

(0.05x) Ξ+

- + Ξ

(0.01x) Ω+

- + Ω

Blast-Wave global fit

) c (GeV/

pT

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

data / model

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1

1.5 fit range: 0.5-1.0 GeV/_c

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1

1.5 0.2-1.5 GeV/_c

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1

1.5 0.0-1.5 GeV/_c

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1

1.5 0.3-3.0 GeV/_c

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1

1.5 0.6-3.2 GeV/_c

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1

1.5 0.6-3.1 GeV/_c

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1

1.5 0.8-3.8 GeV/_c

ALI−PREL−73424

Flusso radiale collettivo in p-Pb

19

modello “Blast-Wave"

ispirato da idrodinamica

caratterizzare spettri in p

T

e testare ipotesi flusso radiale


spettri da sorgenti termiche Tkin


espansione con velocità comune ⟨βΤ⟩

Schnedermann et al., PRC 48 (1993) 2462

fit coerente su


tutti gli adroni stabili π K K

⁰S

p Λ Ξ Ω

buona descrizione dei dati

π K p K0S

Λ Ξ Ω

p-Pb

ALICE, PLB 728 (2014) 25

Roberto Preghenella

Blast-Wave fit parameters

20

T〉 β

〈

0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7

(GeV) kinT

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2

= 5.02 TeV sNN

ALICE, p-Pb,

V0A Multiplicity Classes (Pb-side) = 2.76 TeV sNN

ALICE, Pb-Pb,

= 7 TeV (with Color Reconnection) s

PYTHIA8,

= 7 TeV (without Color Reconnection) s

PYTHIA8,

ALI−PUB−58125

p-Pb mostra caratteristiche simili a Pb-Pb

parametri evolvono con la molteplicità: ⟨βΤ⟩ aumenta, Tkin diminuisce

ALICE, PLB 728 (2014) 25

increasing multiplicity

Roberto Preghenella

Blast-Wave fit parameters

21

anche le collisioni pp mostrano caratteristiche simili

analisi Blast-Wave non conclusiva, necessaria ulteriore investigazione

T〉 β

〈

0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7

(GeV) kinT

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2

= 5.02 TeV sNN

ALICE, p-Pb,

V0A Multiplicity Classes (Pb-side) = 2.76 TeV sNN

ALICE, Pb-Pb,

= 7 TeV s

ALICE, pp,

= 7 TeV (with Color Reconnection) s

PYTHIA8,

= 7 TeV (without Color Reconnection) s

PYTHIA8,

ALI−DER−58133

Andrei, arXiv:1408.0093 [hep-ex]

increasing multiplicity

Roberto Preghenella

part〉 N

1 10 10² 〈

Hyperon-to-pion ratio

10-4

10-3

/ π Ξ

/ π Ω

ALICE Pb-Pb at 2.76 TeV ALICE pp at 7 TeV

ALICE pp at 900 GeV

STAR Au-Au, pp at 200 GeV ALICE Pb-Pb at 2.76 TeV ALICE pp at 7 TeV

STAR Au-Au, pp at 200 GeV

(c)

ALI−PUB−78357

Produzione di stranezza in Pb-Pb

22

chiaro aumento della produzione di stranezza in funzione di N

part

(ovvero ⟨N

ch

⟩) in collisioni Pb-Pb rispetto a collisioni pp

saturazione per N

part

> 150

in accordo con le previsioni dei modelli di produzione statistica

(insieme Gran Canonico) GSI-Heidelberg: Tch = 164 MeV

THERMUS: Tch = 170 MeV

ALICE, PLB 728 (2014) 216

arricchimento della stranezza

una delle prime caratteristiche distintive proposte per l’osservazione del QGP

Rafelski, PRL 48 (1982) 1066

Roberto Preghenella

Produzione di stranezza in p-Pb

23

anche in p-Pb i rapporti Ξ/π e Ω/π aumentano con ⟨N

^ch

⟩ bassa molteplicità

Ξ e Ω → consistenti with pp

alta molteplicità

Ξ → compatibile con Pb-Pb centrale Ω → compatibile con Pb-Pb periferico

|< 0.5 ηlab

〉|

ηlab ch/d dN

〈

10 10² 10³

)+ π + - π) / (+ Ξ + - Ξ(

0 1 2 3 4 5 6 7

10-3

×

= 156 MeV Tch

GSI-Heidelberg model

= 155 MeV Tch

THERMUS 2.3 model

ALICE

V0A Mult. Evt. Classes (Pb-side) = 5.02 TeV

sNN

p-Pb

= 900 GeV pp s

= 7 TeV pp s

= 2.76 TeV sNN

Pb-Pb ALICE Preliminary

ALI-PREL-73436 |< 0.5

ηlab

〉|

ηlab ch/d dN

〈

10 10² 10³

)+ π + - π) / (+ Ω + - Ω(

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

10-3

×

ALICE

V0A Mult. Evt. Classes (Pb-side) = 5.02 TeV

sNN

p-Pb

= 7 TeV pp s

= 2.76 TeV sNN

Pb-Pb

= 156 MeV Tch

GSI-Heidelberg model

= 155 MeV Tch

THERMUS 2.3 model

ALICE Preliminary

ALI-PREL-73440

highest p-Pb

~ 1.6x pp 7 TeV

highest p-Pb

~ 2.2x pp 7 TeV

Roberto Preghenella 24

evoluzione con la dimensione / molteplicità del sistema

da sistemi di collisione piccoli (pp), intermedi (p-Pb) a grandi (Pb-Pb)

π- ++ π

+K-

K+

π- ++ π

p p+

0

KS

2Λ

π- ++ π

Ξ+ -+

Ξ -

+π π+

Ω+ -+ Ω

p p+

2d

d

3He

π- ++ π

ΛH H+ 3 Λ 3

+K-

K+

φ

+K-

K+

* K K*+

BR = 25%

0 0.2 0.4

× 1 × 3 × 0.5 × 30 × 250 × 50 × 100 × 4 10⁵ × 2 × 1 ALICE Preliminary pp s = 7 TeV

= 5.02 TeV sNN

p-Pb

V0A Multiplicity (Pb-Side) 0-5%

= 2.76 TeV, 0-10%

sNN

Pb-Pb

Extrapolated (Pb-Pb 0-10%) Extrapolated (p-Pb 0-5%)

ALI-PREL-74423

Panoramica produzione particelle

Roberto Preghenella 25

π- ++ π

+K-

K+

π- ++ π

p p+

0

KS

2Λ

π- ++ π

Ξ+ -+

Ξ -

+π π+

Ω+ -+ Ω

p p+

2d

d

3He

π- ++ π

ΛH H+ 3 Λ 3

+K-

K+

φ

+K-

K+

* K K*+

BR = 25%

0 0.2 0.4

× 1 × 3 × 0.5 × 30 × 250 × 50 × 100 × 4 10⁵ × 2 × 1 ALICE Preliminary pp s = 7 TeV

= 5.02 TeV sNN

p-Pb

V0A Multiplicity (Pb-Side) 0-5%

= 2.76 TeV, 0-10%

sNN

Pb-Pb

Extrapolated (Pb-Pb 0-10%) Extrapolated (p-Pb 0-5%)

ALI-PREL-74423

strangeness enhancement

Panoramica produzione particelle

evoluzione con la dimensione / molteplicità del sistema

da sistemi di collisione piccoli (pp), intermedi (p-Pb) a grandi (Pb-Pb)

Roberto Preghenella 26

π- ++ π

+K-

K+

π- ++ π

p p+

0

KS

2Λ

π- ++ π

Ξ+ -+

Ξ -

+π π+

Ω+ -+ Ω

p p+

2d

d

3He

π- ++ π

ΛH H+ 3 Λ 3

+K-

K+

φ

+K-

K+

* K K*+

BR = 25%

0 0.2 0.4

× 1 × 3 × 0.5 × 30 × 250 × 50 × 100 × 4 10⁵ × 2 × 1 ALICE Preliminary pp s = 7 TeV

= 5.02 TeV sNN

p-Pb

V0A Multiplicity (Pb-Side) 0-5%

= 2.76 TeV, 0-10%

sNN

Pb-Pb

Extrapolated (Pb-Pb 0-10%) Extrapolated (p-Pb 0-5%)

ALI-PREL-74423

deuteron

enhancement strangeness enhancement

Panoramica produzione particelle

Maximiliano Puccio

evoluzione con la dimensione / molteplicità del sistema

da sistemi di collisione piccoli (pp), intermedi (p-Pb) a grandi (Pb-Pb)

Roberto Preghenella 27

π- ++ π

+K-

K+

π- ++ π

p p+

0

KS

2Λ

π- ++ π

Ξ+ -+

Ξ -

+π π+

Ω+ -+ Ω

p p+

2d

d

3He

π- ++ π

ΛH H+ 3 Λ 3

+K-

K+

φ

+K-

K+

* K K*+

BR = 25%

0 0.2 0.4

× 1 × 3 × 0.5 × 30 × 250 × 50 × 100 × 4 10⁵ × 2 × 1 ALICE Preliminary pp s = 7 TeV

= 5.02 TeV sNN

p-Pb

V0A Multiplicity (Pb-Side) 0-5%

= 2.76 TeV, 0-10%

sNN

Pb-Pb

Extrapolated (Pb-Pb 0-10%) Extrapolated (p-Pb 0-5%)

ALI-PREL-74423

baryon

suppression deuteron

enhancement strangeness enhancement

Panoramica produzione particelle

evoluzione con la dimensione / molteplicità del sistema

da sistemi di collisione piccoli (pp), intermedi (p-Pb) a grandi (Pb-Pb)

Roberto Preghenella 28

π- ++ π

+K-

K+

π- ++ π

p p+

0

KS

2Λ

π- ++ π

Ξ+ -+

Ξ -

+π π+

Ω+ -+ Ω

p p+

2d

d

3He

π- ++ π

ΛH H+ 3 Λ 3

+K-

K+

φ

+K-

K+

* K K*+

BR = 25%

0 0.2 0.4

× 1 × 3 × 0.5 × 30 × 250 × 50 × 100 × 4 10⁵ × 2 × 1 ALICE Preliminary pp s = 7 TeV

= 5.02 TeV sNN

p-Pb

V0A Multiplicity (Pb-Side) 0-5%

= 2.76 TeV, 0-10%

sNN

Pb-Pb

Extrapolated (Pb-Pb 0-10%) Extrapolated (p-Pb 0-5%)

ALI-PREL-74423

K*

suppression baryon

suppression deuteron

enhancement strangeness enhancement

Panoramica produzione particelle

evoluzione con la dimensione / molteplicità del sistema

da sistemi di collisione piccoli (pp), intermedi (p-Pb) a grandi (Pb-Pb)

Roberto Preghenella

Conclusione

29

studio dettagliato delle proprietà della materia QCD calda

caratteristiche distintive di effetti dovuti a fenomeni collettivi in Pb-Pb

la produzione di particelle in collisioni p-Pb mostra caratteristiche simili a quelle osservate in Pb-Pb

flusso ellittico non nullo, dipendenza dalla massa negli spettri in pT

necessarie ulteriori investigazioni per stabilire la presenza di fenomeni collettivi in piccoli sistemi di collisione


la produzione di particelle evolve aumentando la dimensione / molteplicità del sistema di collisione

aumento della produzione di stranezza e di deutoni soppressione di barioni e risonanze K*

molti altri risultati dal Run-1 e un futuro promettente

nuovi dati in arrivo e ulteriori idee da testare con il Run-2 di LHC

INCONTRO SULLA FISICA CON IONI PESANTI A LHC

Bologna, sala Ulisse, Accademia delle Scienze 26 - 27 maggio, 2015

Comitato organizzatore:

P. Antonioli S. Arcelli:

R. Nania (chair) E. Scapparone

B. Simoni (scientific secretariat) http://www.bo.infn.it/incontroionipesanti/

I risultati del Run1 a LHC hanno permesso

di studiare le caratteristiche del plasma prodotto in collisioni tra nuclei pesanti usando diverse variabili. Lo studio delle collisioni protone-nucleo e protone-protone hanno inaspettatamente messo in evidenza possibili effetti collettivi .

Le collisioni ultra-periferiche hanno rappresentato una sfida per gli esperimenti ed hanno fornito informazioni sulle PDF dei nuclei.

Con il Run2 e con l’aumento di luminosità previsto per i Run3 e Run4 si aprono nuove possibilità di misura per meglio comprendere la QCD in condizioni estreme.

Questo incontro vuole rafforzare e stimolare la discussione fra fisici teorici e sperimentali

impegnati in questa fisica per definire meglio gli obiettivi delle analisi e degli sviluppi teorici per i prossimi anni.

Roberto Preghenella

) c (GeV/

p

0.07 0.1 0.2 0.3 0.4 1 2 3 4 5

m)µ (keV/300x/dEITS d

0 100 200 300 400 500 600 700

TeV 2.76

NN= s Pb-Pb

π e

K

p

ALI−PUB−72353 p (GeV/c)

0.2 0.3 1 2 3 4 5 6 7 8 910 20

(arb. units)x/dETPC d

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

π e

K p d

TeV 2.76

NN= s Pb-Pb

ALI−PUB−72357

h11

Entries 500

Mean -1.535

RMS 1.679

) c4

2/ (GeV

TOF

/z2

- m2

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0

counts

1 10 102

103

104

h11

Entries 500

Mean -1.535

RMS 1.679

d

negative charge <1.4 GeV/^c 1.3<pT

<0.1 cm DCAxy

TPC dE/dx cut 2σ

±

hM2_CutDCAxy_d_1.3<Pt<1.4

4) /c (GeV2 TOF

/z2

m2

0 1 2 3 4 5 6

counts

1 10 102

103

104

hM2_CutDCAxy_d_1.3<Pt<1.4

d

positive charge

=2.76 TeV sNN

Pb-Pb

13/09/2013

19/09/2013

ALI−PERF−59582

h11

Entries 500

Mean -1.535

RMS 1.679

) c4

2/ (GeV

TOF

/z2

- m2

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0

counts

1 10 102

103

104

h11

Entries 500

Mean -1.535

RMS 1.679

d

negative charge <1.4 GeV/^c 1.3<pT

<0.1 cm DCAxy

TPC dE/dx cut 2σ

±

hM2_CutDCAxy_d_1.3<Pt<1.4

4) /c (GeV2 TOF

/z2

m2

0 1 2 3 4 5 6

counts

1 10 102

103

104

hM2_CutDCAxy_d_1.3<Pt<1.4

d

positive charge

=2.76 TeV sNN

Pb-Pb

13/09/2013

19/09/2013

ALI−PERF−59582

TOF perdita di energia ⟨dE/dx⟩ in silicio e gas

ITS TPC

massa via time-of-flight

) p (GeV/c

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

HMPID Cherenkov angle (rad)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

π

K

p

TeV 7

= s pp

ALI−PUB−72451

Identificazione di particelle

31 Roberto Preghenella ALICE, arXiv:1404.0495 [nucl-ex]

HMPID radiazione

Cherenkov analisi di massa invariante

Roberto Preghenella 32 Roberto Preghenella ALICE, arXiv:1404.0495 [nucl-ex]

2) c (GeV/

K-

MΛ

1.65 1.66 1.67 1.68 1.69

)2 cCounts / (MeV/

0 50 100 150 200 250 300 350

400 -

Ω

ALICE Preliminary

= 5.02 TeV sNN

Min. Bias p-Pb

c < 1.6 GeV/

pT

1.2 <

< 0 y -0.5 <

ALI-PREL-73355

2) c (GeV/

π-

MΛ

1.3 1.31 1.32 1.33 1.34

)2 cCounts / (MeV/

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

2000 -

Ξ

ALICE Preliminary

= 5.02 TeV sNN

Min. Bias p-Pb

c < 1.2 GeV/

pT

1.1 <

< 0 y -0.5 <

ALI-PREL-73336

ricostruzione topologica di decadimenti deboli

Identificazione di particelle

Roberto Preghenella 33

Rapporti Λ/K

⁰S

and p/π sono arricchiti rispetto a pp

già osservato a energie inferiori

pp / Pb-Pb periferico → Pb-Pb centrale:

il massimo aumenta e si sposta verso p

T

maggiori

c) (GeV/

pT

0 2 4 6 8 10 12

S0 /KΛ

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

2.2 Pb-Pb at s_NN=2.76 TeV, |y|<0.5

0-5 % 20-40 % 40-60 % 60-80 % 80-90 %

|<0.5 = 7 TeV, |y pp at s

|<0.75 = 0.9 TeV, |y

pp at s

systematic uncertainty

ALI−PUB−55067

ALICE, PRL 111 (2013) 222301

c) (GeV/

pT

Ratio

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0.2 0.4 0.6 0.8

1 π⁺ + π^- p

p + ALICE s_NN=2.76 TeV 0-5% Pb-Pb

pp

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0.2

0.4 0.6 0.8 1

π- + + π

+ K-

K+ 0-5% Pb-Pb

Krakow et al.

Fries EPOS

ALI-PUB-84513 (GeV/c)

pT

Ratio

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0.2 0.4 0.6 0.8

1 π⁺ + π^- p

p + ALICE s_NN=2.76 TeV 0-5% Pb-Pb

pp

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0.2

0.4 0.6 0.8 1

π- + + π

+ K-

K+ 0-5% Pb-Pb

Krakow et al.

Fries EPOS

ALI-PUB-84513

ALICE, PLB 728 (2014) 25

c) (GeV/

pT

Ratio

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0.2 0.4 0.6 0.8

1 π⁺ + π^- p

p + ALICE s_NN=2.76 TeV 0-5% Pb-Pb

pp

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0.2

0.4 0.6 0.8 1

π- + + π

+ K-

K+ 0-5% Pb-Pb

Krakow et al.

Fries EPOS

ALI-PUB-84513

Rapporti barione-mesone in Pb-Pb

Roberto Preghenella

Da dove vengono i barioni extra?

34

i barioni extra non sono prodotti nei jet

rapporto di produzione Λ/K

⁰S

misurato nei jet

ALI-PREL-80712

Zhang, arXiv:1408.2672 [hep-ex]

particelle inclusive arricchimento non

osservato nei jet

p-Pb