Jet Energieverlust und Mach Jet Energieverlust und Mach Kegel in Kegel in
SchwerionenkollisionenSchwerionenkollisionenBarbara BetzBarbara Betz
Institut für Theoretische PhysikInstitut für Theoretische PhysikJohann Wolfgang Goethe-UniversitätJohann Wolfgang Goethe-Universität
Frankfurt am MainFrankfurt am Main
Arbeitstreffen Arbeitstreffen KernphysikKernphysik
Schleching 2007Schleching 2007
ÜberblickÜberblick
I.I. Jet PropagationJet Propagation
II.II. Jet QuenchingJet Quenching
III.III. Zwei- und Dreiteilchen KorrelationenZwei- und Dreiteilchen Korrelationen
IV.IV. Hydrodynamischen Beschreibung des Jet Hydrodynamischen Beschreibung des Jet EnergieverlustesEnergieverlustes
Jet PropagationJet Propagation
Jet PropagationJet Propagation
F. Wang, QM06
Jet QuenchingJet Quenching
Jet QuenchingJet Quenching Unterdrückung des Unterdrückung des
away-side jetsaway-side jets
in Au+Au Kollisionenin Au+Au Kollisionen
4 < p4 < pTT < 6 GeV/c < 6 GeV/c
ppTTassocassoc > 2 GeV/c > 2 GeV/c
verglichen mit p+p verglichen mit p+p KollisionenKollisionen
Jet QuenchingJet Quenching
J. Adams [STAR Collaboration], Phys. Rev. Lett. 91 072304 (2003)
Jet QuenchingJet Quenching
Vergleich zweier Jets:Vergleich zweier Jets:
Propagation Propagation innerhalb der innerhalb der Stoßebene Stoßebene
Propagation aus der Propagation aus der Stoßebene herausStoßebene heraus
unterschiedliche unterschiedliche Unterdrückung des Unterdrückung des away-side jetsaway-side jets
STAR Collaboration, preliminary
×.
In-plane
Out-of-plane
EnergieverteilungEnergieverteilung
Jet Korrelationen Jet Korrelationen in p+p in p+p Kollisionen:Kollisionen:
Back-to-back Back-to-back peaks treten auf.peaks treten auf.
EnergieverteilungEnergieverteilung
Jet Korrelationen in Jet Korrelationen in zentralen Au+Au zentralen Au+Au Kollisionen:Kollisionen:
Away-side jet Away-side jet verschwindet für verschwindet für Teilchen mit pTeilchen mit ptt > 2 > 2 GeV/c GeV/c
EnergieverteilungEnergieverteilung
Jet Korrelationen in Jet Korrelationen in zentralen Au+Au zentralen Au+Au Kollisionen:Kollisionen:
Away-side jet tritt Away-side jet tritt für Teilchen mit pfür Teilchen mit pTT > 0.15 GeV/c > 0.15 GeV/c wieder auf.wieder auf.
Zwei- und Dreiteilchen Zwei- und Dreiteilchen KorrelationenKorrelationen
Zweiteilchen KorrelationenZweiteilchen Korrelationen
Neuverteilung von Energie ist sichtbar inNeuverteilung von Energie ist sichtbar in
F. Wang [STAR Collaboration], Nucl. Phys. A 774, 129 (2006)
Zweiteilchen Zweiteilchen KorrelationenKorrelationen
4 < p4 < pTT < 6 GeV/c < 6 GeV/c
0.15 < p0.15 < pTTassocassoc < 4 < 4
GeV/cGeV/c
Dreiteilchen KorrelationenDreiteilchen Korrelationen
F. Wang [STAR Collaboration],preliminary
F. Wang [STAR Collaboration], Nucl. Phys. A 774, 129 (2006)
11 = = ±±
==±±
=={{ 00±±22
Mach Kegel Mach Kegel SchallgeschwindigkeitSchallgeschwindigkeit
F. Wang, QM06
Emissionswinkel des Mach Kegels:Emissionswinkel des Mach Kegels:
cos θ =cs
vjet
~ 60 – 90°
masseloses QGP: cmasseloses QGP: css ~ 0.57 ~ 0.57 θ = 1.0 radθ = 1.0 rad
hadronische Materie: chadronische Materie: css ~ 0.3 ~ 0.3
Phasenübergang 1. Ord.: cPhasenübergang 1. Ord.: css ~ 0 ~ 0
θ = 1.3 radθ = 1.3 rad
θ = 1.5 radθ = 1.5 rad
vjet hängt von der Masse des leading quarks ab!
Hydrodynamische Hydrodynamische BeschreibungBeschreibung
Barbara Betz, Kerstin Paech, Dirk Rischke, Horst StöckerBarbara Betz, Kerstin Paech, Dirk Rischke, Horst Stöcker
MotivationMotivation
F. Wang [STAR Collaboration],preliminary
Maxima: Maxima: Wechselwirkungen Wechselwirkungen des Jets mit dem Mediumdes Jets mit dem Medium
Wechselwirkungen sindWechselwirkungen sind theoretisch nicht theoretisch nicht ausreichendausreichend verstandenverstanden
(3+1)d ideale (3+1)d ideale hydro- hydro- dynamische dynamische NäherungNäherung
(3+1)d Hydrodynamik(3+1)d Hydrodynamik
Annahme: Near-side jet wird nicht Annahme: Near-side jet wird nicht beeinflusstbeeinflusst• (3+1)d hydrodynamischen Code(3+1)d hydrodynamischen Code
• implementieren Jetimplementieren Jet
mit Energie- und mit Energie- und Impulsdeposition in t=2 Impulsdeposition in t=2 fmfm
in sphärisch in sphärisch expandierendeexpandierende MaterieMaterie
Ideales GasIdeales Gas
Ideales GasIdeales Gas Ultrarelativistisches ideales Gas: p = e/3Ultrarelativistisches ideales Gas: p = e/3
Zeitliche Entwicklung bis t = 12.8 fm/cZeitliche Entwicklung bis t = 12.8 fm/c
Zustandsgleichung mit 1. Zustandsgleichung mit 1. Ordnung PhasenübergangOrdnung Phasenübergang
Zustandsgleichung mit Zustandsgleichung mit PhasenübergangPhasenübergang
Betrachten ein Bag Betrachten ein Bag ModellModell
• Phasenübergang von Hadrongas zum QGPPhasenübergang von Hadrongas zum QGP
• kritischen Temperatur Tkritischen Temperatur Tcc = 169 MeV = 169 MeV
Vergleichen zwei Vergleichen zwei Anfangsdichten:Anfangsdichten:• Phasenübergang durch JetPhasenübergang durch Jet
• Medium oberhalb PhasengrenzeMedium oberhalb Phasengrenze
Zustandsgleichung mit Zustandsgleichung mit PhasenübergangPhasenübergang
Medium befindet sich in der gemischten PhaseMedium befindet sich in der gemischten Phase
t = 12.8 fm/ct = 12.8 fm/c Seitliche Maxima bei großen WinkelnSeitliche Maxima bei großen Winkeln
MotivationMotivation
F. Wang [STAR Collaboration],preliminary
Maxima: Maxima: Wechselwirkungen Wechselwirkungen des Jets mit dem Mediumdes Jets mit dem Medium
Wechselwirkungen sindWechselwirkungen sind theoretisch nicht theoretisch nicht ausreichendausreichend verstandenverstanden
(3+1)d ideale (3+1)d ideale hydro- hydro- dynamische dynamische NäherungNäherung
ZusammenfassungZusammenfassung
I.I. Zweiteilchenkorrelationen: Maxima bei großen Zweiteilchenkorrelationen: Maxima bei großen WinkelnWinkeln
II.II. Dreiteilchenkorrelationen: Signal für Mach KegelDreiteilchenkorrelationen: Signal für Mach Kegel
III.III. Hydrodynamik mit Phasenübergang (cHydrodynamik mit Phasenübergang (css ~ 0): ~ 0): Maxima bei großen Winkeln (Maxima bei großen Winkeln ( ~ 85°), ~ 85°), beobachtet von STAR Collaborationbeobachtet von STAR Collaboration
Einfluss der Orientierung des Einfluss der Orientierung des JetsJets
Ideales GasIdeales Gas Ultrarelativistisches ideales Gas: p = e/3Ultrarelativistisches ideales Gas: p = e/3
Zeitliche Entwicklung bis t = 12.8 fm/cZeitliche Entwicklung bis t = 12.8 fm/c
Ideales GasIdeales Gas Azimuthalwinkelverteilung mit Azimuthalwinkelverteilung mit ||| < 0.5| < 0.5
t = 0 fm/ct = 0 fm/c t = 12.8 fm/ct = 12.8 fm/c Jet induziertes Maximum ist asymmetrischJet induziertes Maximum ist asymmetrisch
Zustandsgleichung mit Zustandsgleichung mit PhasenübergangPhasenübergang
Zusätzliche Jet-Energie bewirkt PhasenübergangZusätzliche Jet-Energie bewirkt Phasenübergang
t = 12.8 fm/ct = 12.8 fm/c Seitliches Maxima bei Seitliches Maxima bei /2/2
Zustandsgleichung mit Zustandsgleichung mit PhasenübergangPhasenübergang
Medium befindet sich oberhalb des PhasenübergangsMedium befindet sich oberhalb des Phasenübergangs
t = 12.8 fm/ct = 12.8 fm/c Zusätzliches Maximum zwischen 3Zusätzliches Maximum zwischen 3/2 und 2/2 und 2
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