wyklad V - "Czastki dziwne"

(1)

Dziwność

• Dziwność jako sygnatura QGPDziwność jako sygnatura QGP

• Dlaczego akurat cząstki dziwneDlaczego akurat cząstki dziwne

•_{Metody detekcji i identyfikacji}_{Metody detekcji i identyfikacji} •_{Wyniki z SPS}_{Wyniki z SPS}

(2)

Kwarki dziwne a QGP

Masa „gołego” kwarku s (masa prądowa)

MeV

T

m

_s





_QCD



_c



200

Z drugiej strony

m

_s





_



1 GeV

Masa kwarku dziwnego w hadronie

(3)

Kwarki dziwne są bardzo czułe na zmiany próżni QCD

Masa efektywna kwarku

Masa efektywna kwarku ss zmienia się: zmienia się:

c eff s c eff s

T

m

T

m









,

Kwarki dziwne są wystarczająco lekkie, aby być produkowane

w dużych ilościach w temperaturze wyższej niż krytyczna

(4)

Mechanizm produkcji kwarków

dziwnych

Gaz hadronowy: Gaz hadronowy: N K    

(5)

Plazma kwarkowo-gluonowa Plazma kwarkowo-gluonowa

s

q



10-15%10-15%

szybki proces – czas relaksacji

QGP s





) ( ) ( q q glue R s s glue R     Eksperyment - Eksperyment - 0.280.28

(strangeness supression factor)

Dominuje fuzja gluonowa

(6)



 



  exp  (m_s2  m_q2) 2 (formuła Schwingera)(formuła Schwingera)

Wstawiając wartości masy „ubranych” kwarków otrzymuje

się wartość zgodną z eksperymentem



  1 GeV/fm – napięcie struny QCD1 GeV/fm – napięcie struny QCD

Używając mas „prądowych” dostajemy

Używając mas „prądowych” dostajemy   0.7 0.7 Wzmożona produkcja kwarków dziwnych

(7)

Dlaczego cząstki dziwne są dobrą

próbką?

• _{Jest ich dużo (}_{Jest ich dużo (}___{, K,}_{, K,}___,_,___,_,___,_,___{; S=0, 1, 2, 3)}_{; S=0, 1, 2, 3)}

• Stosunkowo łatwe do identyfikacji (topologia, długi czas życia)_{Stosunkowo łatwe do identyfikacji (topologia, długi czas życia)} • Wzrost produkcji łatwy do obserwacji_{Wzrost produkcji łatwy do obserwacji}

• Koincydencja skal mKoincydencja skal m_s_s  T T_c_c - - _s_s  _QGP_QGP

p

 



_

_

_

_

(8)

Detekcja

Kinks – załamanie na torze

V

V0 0 – rozpady cząstek neutralnych_{– rozpady cząstek neutralnych}

na naładowane

(9)

2.7 cm 2.7 cm 3.71 m 3.71 m 7.9 cm 7.9 cm 2.4 cm 2.4 cm 4.4 cm 4.4 cm 2.2 10 2.2 10-11-11_m_m 4.9 cm 4.9 cm 8.7 cm 8.7 cm 2.5 cm 2.5 cm ) ( 0 0 _K K _ _    0 0   _K K ,











0  



  0, 0   n p     n p 0   n     0  _ 0   0__, _0    K

(10)

Identyfikacja

Rozkłady masy efektywnej

Rozkłady masy efektywnej 1 2 2 2

2

1 ) ( )

(E E p p M_inv    

(11)

Wykres Armenterosa-Podolanky’ego

   







l l l l

p



(12)

Możliwość identyfikacji indywidualnych cząstek

(13)

Fit kinematyczny – dopasowuje się zasady zachowania

0 0    



i i i j i j E E p p j – składowa pędu j – składowa pędu i – indeks cząstki i – indeks cząstki V

V00 – fit 3C (znana masa i kąty) lub 1C (znana tylko masa)_{– fit 3C (znana masa i kąty) lub 1C (znana tylko masa)}

rozpady typu

rozpady typu  - fit 4C - fit 4C

Straty energii na jonizacje – dE/dx – naładowane kaony

(14)

Stosunek K/

(15)

Wzrost K

Wzrost K--/K_/K++ świadczy o zwiększonej koncentracji kwarków_{świadczy o zwiększonej koncentracji kwarków}

dziwnych i zwykłych antykwarków

K

K++ - wiele kanałow produkcji_{- wiele kanałow produkcji}

- produkcja stowarzyszona

K

K-- tylko z K+ lub z antyhiperonami_{tylko z K+ lub z antyhiperonami}

Wzrost K

Wzrost K--/K_/K++ sugeruje fazę inną niż_{sugeruje fazę inną niż}

gaz hadronowy

(16)

Wysycenie K+/

Wysycenie K+/ i i // wskazuje na mniejszą rolę wskazuje na mniejszą rolę produkcji stowarzyszonej

(17)

Krotności cząstek dziwnych

Wzrost produkcji z energią

Wzrost produkcji z energią Najsilniejszy efekt dlaNajsilniejszy efekt dla

antyhiperonów

(18)

Ze wzrostem centralności produkuje się coraz więcej cząstek

dziwnych na zraniony nukleon

(19)

Widma

SPS

(20)

SPS

(21)

SPS

(22)

SPS

(23)

STAR-RHIC

(24)

STAR-RHIC

(25)

Wzrost dla antyhiperonów

i dla cząstek z wielokrotną

dziwnością

Hydrodynamika

(26)

Podsumowanie

• Obserwujemy wzrost produkcji cząstek dziwnych w_{Obserwujemy wzrost produkcji cząstek dziwnych w}

stosunku do oddziaływań elementarnych i proton jądrostosunku do oddziaływań elementarnych i proton jądro

• _{Wzrost ten dotyczy zwłaszcza antyhiperonów i hiperonów}_{Wzrost ten dotyczy zwłaszcza antyhiperonów i hiperonów}

z wielokrotną dziwnościąz wielokrotną dziwnością

• Wzrost ten jest silniejszy dla wyższych energii _{Wzrost ten jest silniejszy dla wyższych energii}

(27)

Trochę egzotyki - pentakwark

Model standardowy nie zabrania istnienia stanów związanych

q

qqq



Pierwsza obserwacja Pierwsza obserwacja + (1540)+ (1540) _pK0 nK       