Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES
description
Transcript of Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES
![Page 1: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/1.jpg)
Studium produkce e+e- párů ve srážkách
Ar+KCl @ 1.75 AGeVna spektrometru HADES
Filip Křížek, ÚJF AV ČR
![Page 2: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/2.jpg)
Motivace• Teoretická předpověď : vektorové mezony mění
v jaderném prostředí své vlastnosti.
Projev částečné restaurace chirální symetrie.• Vektorové mezony mají elektromagnetický rozpadový
kanál.• Elektromag. formfaktory
![Page 3: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/3.jpg)
HADES v kostce • Di-elektronový spektrometr HADES je umístěn v GSI Darmstadt.• Název experimentu HADES je složen z počátečních písmen
slov High Acceptance Di-Electron Spectrometer
• Zabývá se studiem produkce elektron-pozitronových párů ve srážkách relativistických těžkých iontů a
v reakcích elementárních částic. p+p, p+n, +p, p+A, A+A, +A
• Urychlovač SIS dodává relativistické svazky těžkých iontů s energiemi až do 1-2 AGeV a svazky protonů až do 4.5 GeV.
• Řídké procesy: Jeden rozpad vektorového mezonu na e+e- pár na 107 reakcí.
![Page 4: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/4.jpg)
Stavba spektrometru• START spouští nabírání dat.
• RICH prahový Čerenkovský detektor (thr > 18,3).
• MDC I až IV – čtyři vrstvy
mnohodrátových komor. Měří pozici částice před a za magnetickým polem.
• Magnet (B = 0.7 T)
• Měření doby letu – TOF, TOFINO.
• Na malých úhlech je detektor SHOWER, v němž leptony vytvoří
elektromagnetickou spršku.
![Page 5: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/6.jpg)
Identifikace leptonů• Hard cut• Úhlové korelace (RICH – vnitřní MDC )• Kvalita kroužku • Doba letu• Shower
Další čištění leptonového vzorku probíhá na párové úrovni.
![Page 7: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/7.jpg)
Hybnostní spektrum leptonů
Pro hybnosti >1500 MeV zřetelná kontaminace hadrony.
![Page 8: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/8.jpg)
Studium kontaminace leptonového vzorku hadrony
• Simulace: vyžaduje realistický popis reakce (UrQMD), interakce částic v detektoru (Geant) a odezvy detektoru.
• Experiment: použití experimentálních dat zajišťuje, že všechny nehezké vlastnosti spektrometru jsou realisticky zahrnuty.
Výroba nesprávně určených hadronů: Mixování
kroužků z jedné reakce s drahami částic z jiných reakcí (Event mixing).
![Page 9: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/9.jpg)
Spektrum nesprávně identifikovaných leptonů
Tofino + Shower – redukce 30x Tof-redukce 18x
![Page 10: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/10.jpg)
Porovnání s měřeným spektrem
Pro hybnosti <1300 MeVje kontaminacehadrony menšíjak 10%.
![Page 11: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/11.jpg)
Hlavní zdroje dileptonů
Oblast nízkých invariantních hmot (<150 MeV):• Konverze fotonu (dominantní zdroj 0 )• Dalitzovský rozpad 0 e+e-
Zdroje produkující též páry s vyšší invariantní hmotou:• Dalitzovský rozpad částic e+e-• Dalitzovský rozpad baryonových rezonancí , N*p e+e-
• Přímý rozpad 0 e+e-
• p-n brzdné záření
![Page 12: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/12.jpg)
Kombinatorické pozadí• Hlavní cíl HADESu je změřit spektrum invariantních hmot e+e-
párů pocházejících z jednoho vertexu.• N+ - = S + B• B je kombinatorické pozadí = náhodně vytvořený e+e- pár.
NNCB 2N++ počet párů e+e+N - - počet párů e-e-
Same-event like sign:
•Existují statistické metody,
jak tvar CB zrekonstruovat.
(same event like-sign pairs, event mixing).
e+
e+
e-
e-
![Page 13: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/13.jpg)
Čištění párového spektra I.
• Omezení konverze:
– úhel rozevření mezi dvěma
leptony >9 deg
– omezení na úhel sevřený
s částečně zrekonstruovanými
dráhami
Magnetické poleMDC
MDC
![Page 14: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/14.jpg)
Čištění párového spektra II.
• Omezení hadronové kontaminace:
– kvalita dráhy
– no double hit
• Omezení mnohonásobného rozptylu
MDC1
MDC2
Beam
lepton
Target
![Page 15: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/15.jpg)
Spektrum invariantních hmot leptonových párů z reakce
Ar+KCl @ 1.75 AGeV
Polovina statistikyNení korigováno na efektivitu
![Page 16: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/16.jpg)
Signál
Polovina statistikyNení korigováno na efektivitu
![Page 17: Studium p rodukce e + e - p árů ve srážkách Ar+KCl @ 1.75 AGeV na spektrometru HADES](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062519/568154fe550346895dc2e9aa/html5/thumbnails/17.jpg)
Výhledy do budoucna•Spektrum z plné statistiky•Kombinatorické pozadí z event-mixing metody •Oprava spektra na efektivitu detektoru•Závislost spektra invariantních hmot na centralitě jádro-jadené srážky