1 Mesure du au RHIC Mesure du J/ au RHIC Catherine Silvestre CEA Saclay Etretat 2007 19 Septembre...

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Mesure du Mesure du J/ au au RHICRHIC

Catherine SilvestreCatherine SilvestreCEA SaclayCEA Saclay

Etretat 2007Etretat 200719 Septembre 200719 Septembre 2007

22

MotivationsMotivations

MesuresMesures

ResultatsResultats

PerspectivesPerspectives

19 Septembre 200719 Septembre 2007 33

MotivationsMotivations J/ : quarkonia lourd formé d’une paire cc

HERA-B: (HERA-B: (χχcc→→J/J/X )~21X )~21±5±5% %

((’’→→J/J/X)~7X)~7±0.4±0.4%%

e-/-

e+/+

Heavy quarkonia

– La masse des quarks lourds est un paramètre externe de la QCD– Perte d’énergie différente des quarks légers. Sa suppression et la

sensibilité au flow sont des informations clés sur les propriétés du milieu.

Sensible à la formation d’un plasma de quarks et gluons via l’écrantage de couleur. Temperature de dissociation:

c et ’: Td ~ 1.1 Tc J/ : Td ~ 1.5 à 2 Tc

La suppression ou l’augmentation de la production de J/ révèle des caractéristiques critiques du milieu.

pendant les premières collisions de partons via la fusion de gluon


Le J/ Le J/ dans le milieu dans le milieu J/ observé, mixture de la production directe et du

feed-down

cc

J/Color Screening

cc

D+ D-

Sensible aux effets de la matière nucléaire froide– Shadowing/anti-shadowing (modifications des fonctions de distributions de partons)– Saturation de gluons (CGC)– Perte d’énergie partonique– Effet Cronin (diffusion inélastique initiale partonique)– Absorbtion nucléaire normale– Interraction avec les co-movers hadroniques

Sensible aux effets de la matière nucléaire froide Sensible aux effets du milieu dense et chaud

– Dissociation séquencielle– Recombinaison à partir de paires charmées décorrélées– flow– Ecrantage de couleur

55

MesuresMesures(surtout PHENIX)(surtout PHENIX)


Central armhadrons; photons; electronsp>0.2 GeV/c|y|<0.35=

Muon armsp>2 GeV/c|y| E [1.2,2.4]=2

Global detectors(BBC, ZDC)Provide vertex position and collision centrality

J/ e+e-

J/ +-

Le détecteur PHENIXLe détecteur PHENIX


Mesure du J/Mesure du J/ vers l’avant vers l’avant

Absorber frontal pour arrêter les hadrons

MuTR: 3 stations de chambres à cathodes strippées avec un champ magnétique radial pour mesurer l’impulsion

MuID: 5 plans de détection planes (X et Y) et un absorbeur pour sélectionner les muons et déclencher

J/ +-


Mesure du J/Mesure du J/ à rapidité à rapidité centralecentrale

Chambre à dérive pour mesurer l’impulsion

RICH et EMCal pour identifier les électrons et déclencher (level1 et offline-level2)

J/ e+e-


Masse invariante di-lepton Masse invariante di-lepton (2005 (2005 p+p)p+p)

J/ e+e-

résolution: ~35 MeV

coups: ~1500 J/

J/ + -

résolution: ~170 MeV

coups: ~8000 J/

Bruit de fond Bruit de fond combinatoire combinatoire soustrait part soustrait part ““event mixingevent mixing””

AjustementsAjustements– GaussienneGaussienne pour le pour le

pic de massepic de masse– ExponentiellesExponentielles pour pour

le bruit de fond le bruit de fond physique physique (désintégration de (désintégration de saveurs lourdes et/ou saveurs lourdes et/ou Drell-Yan)Drell-Yan)– Le nombre de J/Le nombre de J/ est

la moyenne des fitsyenne des fits– La dispersion est La dispersion est

incoluse dans les incoluse dans les erreurs systématiques.erreurs systématiques.


Signal Run7 Signal Run7 [1/2] J/ e+e-

Pour ~60 b-1

(~8%)

En extrapolant donnera

~5,000 J/ ee ou plus pour la

luminosité du run

merci à Ermias Atomssa


Signal Run7 Signal Run7 [2/2] J/ + -

Pour ~60 b-1

(~8%)

En extrapolant donnera

~16,000 J/

pour le run


J/e+e- Au+Au √sNN=200 GeV

J/e+e- p+p √s=200 GeV

•200 GeV p+p from 2005• Trigger testé et en

fonctionnement pour p+p• Pas de trigger pour AuAu

jusqu’au ToF complet en 2009

•Signal en Au+Au avec la TPC seule

• Comtamination hadronique importante

• Besoin de tout l’EMC STAR PreliminaireSTAR Preliminaire

Le J/Le J/ dans STAR dans STAR


Classes de centralitéClasses de centralité

Compteur beam beam pour compter les particules chargées vers l’avant

Calorimètres à zéro degré pour compter les neutrons spectateurs

En fonction du run, utilisation du BBC seul ou du BBC+ZDC

Ncol : nombre de collisions binaires N-N inélastiques

Npart : nombre de nucléons qui participent aux collisions inélastiques

La centalité est associée à Npart, Ncol ou b en utilisant une simulation basée sur un modèle de Glauber et la réponse des détecteurs.

Très périphérique80 - 92.2%

<Npart> = 6.3 ± 1.2<Ncoll> = 4.9 ± 1.2

Très centrale0 - 5 %

< Npart > = 351.4 ± 2.9< Ncoll > = 1065 ± 105

1414

ResultatsResultats

Pour étudier le Pour étudier le J/:

- référence avec les mesures en p+p

- controler les CNM par exemple en étudiant les collisions d+A

- extrapoler les CNM à A+A

- mesurer la produciton de J/ en A+A

1515

Production du J/Production du J/ dans les collisions dans les collisions

p+pp+p


Collisions p+p: référence Collisions p+p: référence [1/2][1/2]Run 2005 p+p √s=200GeV : Phys. Rev. Lett. 98,

232002 (2007)

BR•pp(J/)=178±3stat±53sys±18normnb

Normalisation du rapport de modification nucléaire:

Section efficace totale

tppcoll

tABtAB dydpNdN

dydpNdpyR

2

2

,

Comprendre les méchanisme de production du J/ (CSM/COM?)

Absorbtions initiales et finales fonction du mécanisme de formation du J/

Section efficace totale s’ajuste à PYTHIA NLO


Pas de modèle valable pour toutes les variables simultanément: section efficace, rapidité (RHIC), polarization (E866)

vs rapidité

<pT2>=4.14±0.18

+0.30-0.20

pT (GeV/c) 82 4

<pT2>=3.59±0.06±0.16

vs pT

Collisions p+p: référence Collisions p+p: référence [2/2][2/2]

1818

Production du J/Production du J/ dans dans les collisions d+Aules collisions d+Au

Effets nuléaires froids Effets nuléaires froids


RRdAdA vs Rapidité vs Rapidité

Shadowing Shadowing modestemodeste– EKS EKS (*)(*) favorisé favorisé

Faible absorption Faible absorption nucléairenucléaire– σσ(J/(J/ψψ+N+N→→X) X) ~ 1-3mb ~ 1-3mb

(*) Eskola, Kolhinen, Salgado Eur. Phys. J. C9 (1999) 61

Run 2003 d+Au √s=200GeV : Phys. Rev. Lett. 96, 012304 (2006)

y~0: y~0: intermédiaire x xAuAu~0.020~0.020

y>1.2: petit xy>1.2: petit xAuAu ~0.003 ~0.003

y<-1.2: grand xAu~0.090

xd xAu J/ Nordy > 0

rapidity yxd

xAu

J/ Sud

y < 0

Low x2 ~ 0.003(shadowing region)

Normalisé à

Run3p+p

2020

Production du J/Production du J/ dans les collisions dans les collisions

Au+AuAu+Au


RRAAAA vs N vs Npartpart

Suppression observée atteint ~0,2

Cu+Cu préliminaire

Suppression plus importante vers l’avant

avant/centrale~0.6 pour Npart>100

Run 2004 Au+Au √s=200GeV : Phys. Rev. Lett. 98, 232301 (2007)

RAA(1.2<|y|<2.2)/RAA

(|y|<0.35)

1

0

Bar: uncorrelated errorBracket : correlated error

1

0

1

Au+Au final (nucl-ex/0611020)

Cu+Cu prelim (nucl-ex/0510051)

RAA


Extrapolation effets froidsExtrapolation effets froids Modélisation des effets froids basée sur 1-3mb d’absorption Modélisation des effets froids basée sur 1-3mb d’absorption

et du shadowinget du shadowing (R. Vogt, Acta Phys. Hung. A25 (2006) 97-103)

Modèle de Glauber + symétrie en rapidité des données d+AuModèle de Glauber + symétrie en rapidité des données d+Au (R. Granier de Cassagnac, hep-ph/0701222)

Suppression > Suppression > effets froidseffets froidsBesoin d’améliorer Besoin d’améliorer notre connaissance notre connaissance des CNM:des CNM: Run Run d+Au!d+Au!

Bar

: sta

t. +

un

corr

ela

ted

syst.

err

ors

Box :

corr

ela

ted

syst.

err

ors


Suppression et rapiditéSuppression et rapidité Les données montrent une faible Les données montrent une faible

diminution de la RMS avec la centralité diminution de la RMS avec la centralité qui augmentequi augmente

No recombinationAll recombination

Thews & Mangano, PRC73 (2006) 014904c

La recombinaison prédit une distribution de la rapidité plus étroite lorsque Npart augmente

RMS 1.43±0.04RMS 1.40±0.04

RMS 1.32±0.06 RMS 1.30±0.05

nucl-ex/0611020

Challenge modèles Challenge modèles basés sur la densité basés sur la densité localelocale


Comparison avec SPSComparison avec SPS Comparaison entre RHIC et SPS est delicateComparaison entre RHIC et SPS est delicate

– Prise en compte des effets nucléaires froids (differents Prise en compte des effets nucléaires froids (differents SPS/RHICSPS/RHIC

RRAAAA (y~0) ~ R (y~0) ~ RAAAA (SPS) (SPS)

– OrOr √ √ssNN,SPSNN,SPS < < √√ssNN,RHICNN,RHIC

– Et 0<yEt 0<yspssps<1<1

– Barres d’erreurs Barres d’erreurs importante à RHICimportante à RHIC

– Erreur de normalisation Erreur de normalisation de ~de ~10% à SPS10% à SPS

Err. Glo = 7%Err. Glo = 12%

Scomparin (proc. QM06) : nucl-ex/0703030


RHIC vs modèles valables au RHIC vs modèles valables au SPSSPS

Extrapolation aux énergies de RHIC des modèles de Extrapolation aux énergies de RHIC des modèles de suppression en accord avec les données de NA50 suppression en accord avec les données de NA50 – Suppression opposée vs rapidité – Allure de la suppression ne correspond pas aux données à

rapidité centrale

Dissociation by comovers (Capella et al., hep-ph/0610313)

Dissociation by thermal gluons(R. Rapp et al., nucl-th/0608033

Nu Xu et al., Phys.Rev.Lett. 97 (2006) 232301)

Recombinaison au RHIC ?Recombinaison au RHIC ?


<p<pTT22> vs N> vs Npartpart et N et Ncolcol

La recombinaison prédit une distribution en pT plus étroite avec une centralité qui augmente,et donc un <pT²> plus petit.

No recombination

With recombination

Peu de dépendance du Peu de dépendance du <pT²> avec la avec la centralitécentralité

Dur de conclure:- le modèle utilisé pour produire les courbes se base sur Run 3 p+p <pT²> vs d+Au <pT²>- besoin de mieu comprendre les méchanismes de formation du charm

Thews, Eur.Phys.J. C43 (2005) 97, Phys.Rev. C73 (2006) 014904(et communications privées).


Comparaison Comparaison données/modèlesdonnées/modèles

- Recombinaison est tres mal contrainte pour l’instant car se base sur σcc mal connu à RHIC

Suppression + recombinaison: plus proches des données• R. Rapp(for y=0) PRL 92, 212301 (2004)•Thews (for y=0) Eur. Phys. J C43, 97 (2005)• Nu Xu et al. (for y=0) nucl-th/0608010• Bratkovskaya et al. (for y=0) PRC 69, 054903 (2004)• A. Andronic et al. (for y=0) nucl-th/0611023

Comparaisons à d’autres variables attendues


RRAA AA vs rapidité: CGC et vs rapidité: CGC et recombinaisonrecombinaison

Color Glass CondensateColor Glass Condensate– le CGC prédit un taux plus grand le CGC prédit un taux plus grand

de mésons charmés à rapidité de mésons charmés à rapidité centrale (mais peut etre pas pour centrale (mais peut etre pas pour le J/le J/))

– Nécesité de prédiction Nécesité de prédiction quantitatives pour le J/quantitatives pour le J/ en d+Au en d+Au et Au+Au pour conclureet Au+Au pour conclure

RecombinaisonRecombinaison– Grande densité de charm au RHICGrande densité de charm au RHIC

10 à 20 pour les collisions central*10 à 20 pour les collisions central*

– Recombinaison pour repeupler la Recombinaison pour repeupler la rapidité centrale et les bas prapidité centrale et les bas pTT

– Attenue la suppression à rapidite Attenue la suppression à rapidite 00

– Pourait etre testé avec la Pourait etre testé avec la distribution en pdistribution en pTT

=0

=2

K. Tuchin :hep-ph/0402298

(*) S. S. Adler et al. PRL 94 (2005) 082301

RAA(y~1.7)

RAA(y~0)

nucl-ex/0611020


0 = 1 fm/cused here

SPS overall syst ~10%

PHENIX overall syst ~12% & ~7%

KKS(*)

(*) Karsch, Kharzeev, Satz, PLB 637 (2006) 75

Test de la fonte séquentielleTest de la fonte séquentielle Les derniers résultats de L-QCD sugèrent:Les derniers résultats de L-QCD sugèrent:

– Pas de suppression du J/ Pas de suppression du J/ pour T<1.5Tpour T<1.5Tcc (≳10GeV/fm (≳10GeV/fm33); ); complète seulement pour T>2.5Tcomplète seulement pour T>2.5Tcc

’’ et et χχc c commencent à fondre à 1.1Tcommencent à fondre à 1.1Tcc (possible à RHIC) (possible à RHIC)

Probabilité de survieProbabilité de survie– RRAAAA/CNM/CNM

RHIC : RHIC : σσCNMabs CNMabs = 1mb= 1mb

SPS : SPS : σσCNMabs CNMabs = 4.18mb= 4.18mb

– AttentionAttention

– ττ00= 1fm/c trop pour RHIC?= 1fm/c trop pour RHIC?

– Contribution des effets Contribution des effets froids à RHIC mal froids à RHIC mal contrainte !contrainte !

Est ce que la suppression vu au RHIC & SPS ne vient que du feed-Est ce que la suppression vu au RHIC & SPS ne vient que du feed-down des états excités?down des états excités?

3030

PerspectivesPerspectives


Le J/Le J/ au RHIC au RHIC Premières observations d’une suppression du

J/ en rapidité centrale et vers l’avant à 200 GeV Solide référence p+p avec le Run5 Manque de statistique en d+Au pour contraindre

suffisamment les effets nucléaires froids– Suppression > aux effets nucléaires froids pour Npart>200

Comparaison aux modèles– Indice de la fonte directe du J/Indice de la fonte directe du J/ au RHIC ? au RHIC ?

Feed-down pas mesuré aux énergies du RHIC A plus basse énergie, grande déviation entre les expériences

– Plus de suppression vers Plus de suppression vers l’avant plutôt qu’à rapidité plutôt qu’à rapidité centrale

Interaction avec co-movers hadronique/partonique CGC ? CGC ?

Pour l’instant aucun modèle ne décrit simultanément les données en fonction de Npart, pT et y, à rapidité centrale et vers l’avant.


A venirA venir Données Données finales pour Cu+Cu finales pour Cu+Cu

– Précision améliorée pour la région NPrécision améliorée pour la région Npartpart<100<100

Run 7 : Au+Au avec luminosité x3+ plan de Run 7 : Au+Au avec luminosité x3+ plan de réactionréaction– Devrait permettre la mesure du flow elliptique du J/ non nul

si la composante recombinaison est importante– + de précisions– Plus grande couverture en pT

Run 8 : d+AuRun 8 : d+Au (stat (stat x10?) amélioration de notre amélioration de notre connaissance des effets nucléaires froids à RHICconnaissance des effets nucléaires froids à RHIC

>2010: >2010: upgrade de la luminosité du de la luminosité du RHIC, et de PHENIX– Mesure directe du charme ouvert– Mesure du ’, c,


Résultat attendu sur le v2 du J/

Flow elliptique: phenomène collectif, transforme l’anisotropie spacial initiale de la région de collision en anisotropie d’impulsion

Les électrons provenant des désintégration de méson à quarks c et b ont un flow elliptique non nul.

Recombinaison => elliptique flow du J/ non nul

Yan,Zhuang,Xunucl-th/0608010

J/

Fro

m T

ony

Fra

wle

y, h

eavy

PW

G,

Jan

4th

3434

BackupBackup


J/

SPS ResultsSPS Results

• NA50 observed anomalous J/psi suppression

• NA60 results are consistent with NA50.


Comparing RHIC to SPS Suppression resultsComparing RHIC to SPS Suppression results

NA50 at SPS (0<y<1)

Normalized by NA51 p+p data with correction based on Eur. Phys. J. C39 (2005) : 355

NA50 (0<y<1)

NA50 at SPS (0<y<1)PHENIX at RHIC (|y|<0.35)

Bar: uncorrelated errorBracket : correlated errorGlobal error = 12% is not shown

NA50 (0<y<1)

NA50 at SPS (0<y<1)PHENIX at RHIC (|y|<0.35)PHENIX at RHIC (1.2<|y|<2.2)

Bar: uncorrelated errorBracket : correlated errorGlobal error = 12% andGlobal error = 7% are not shown

NA50 (0<y<1)

• Suppression pattern similar in RHIC and SPS.

• CNM effect not removed yet.

NA50 at SPS (0<y<1)PHENIX at RHIC (|y|<0.35)PHENIX at RHIC (1.2<|y|<2.2)

• After removing the CNM effect, differences start to show-up.

•suppression at SPS consistent with the melting of psi’ and chi_c? •Need more precise d+Au measurements


J/J/ yield as a function of transverse yield as a function of transverse momentummomentum

Mean square transverse momentum:

J/ e+e-: <pT2> = 4.25 0.24 0.14 (GeV/c)2

J/ + -: <pT2> = 3.57 0.06 0.15 (GeV/c)2

Measurement from 2005 p+p (hep-ex/0611020)

Fit using:

p0.[1+ (pt/p1)2]-6


Nuclear modification factor vs rapidity in Nuclear modification factor vs rapidity in Au+AuAu+AuMeasurement from 2004 Au+Au (nucl-ex/0611020)

0-20% 20-40%

40-60% 60-92%

Peripheral collisions:

no modification of the rapidity distribution with respect to p+p collisions

Central collisions:

narrowing of the rapidity distribution


RRAAAA-rapidity-rapidity

CNM 0mb

3mb

=0

=2

Open charm yield in A+AK.L. Tuchin J.Phys. G30 (2004) 1167

CGC

Flat RFlat RAAAA for N for Npartpart<100. <100. Rapidity narrowing in Rapidity narrowing in

central Au+Au collisionscentral Au+Au collisions– (Modest)(Modest) Recombination? Recombination?

NNrecrecJ/J/ N Ncc

22

– Color Glass Condensate?Color Glass Condensate? Measurement of J/Measurement of J/

elliptic flow can make elliptic flow can make clear the origin of clear the origin of rapidity narrowing.rapidity narrowing.

SCMFull recombination

Au+Au data

CNM : R. Vogt Acta Phys. Hung. A25 (2006) 97.SCM : A.Andronic et al., nucl-th/0701079. Full recombination : R.L.Thews and M.L.Mangano, PRC73 (2006) 014904.


RRAAAA-p-pT T and Nand Ncollcoll-<p-<pTT22>>

No strong pNo strong pTT dependence of R dependence of RAAAA..

No significant centrality dependence of <pNo significant centrality dependence of <pTT22>.>.

RRAAAA-p-pTT has much more information than <p has much more information than <pTT22>.>.

– RRAAAA-p-pTT of model predictions? of model predictions?

Au+Au data

• Magenta : R.L.Thews and M.L.Mangano, PRC73 (2006) 014904 and private comm. • Green : L.Yan, P.Zhuang and N.Xu, PRL97 (2006) 232301.

No significant change of the pT distributions with respect to p+p, but error bars are large


J/J/ mean p mean ptt22 (2) (2)

VN Tram, Moriond 2006 & PhD thesisThews and Mangano, PRC73 (2006) 014904c

Open symbol is for mid rapidity

Full symbol is for forward rapidity

black is p+p

blue is d+Au

green, and orange are Au+Au

Yellow bands are from Thews

Brown line is a Cronin effect extrapolation from p+p and d+Au at forward rapidity

mid rapidity values are consistent with no pt broadening.


Collision species and energyCollision species and energyRunRun YearYear SpeciesSpecies Energy (GeV)Energy (GeV) # J/# J/ (ee+ (ee+))

0101 20002000 Au+AuAu+Au 130130 00

0202 2001/2002001/20022

Au+AuAu+Au

p+pp+p200200

20020013 + 013 + 0

46 + 6646 + 66

0303 2002/2002002/20033

d+Aud+Au

p+pp+p200200

200200360 + 1660360 + 1660

130 + 450130 + 450

0404 2003/2002003/20044

Au+AuAu+Au

Au+AuAu+Au200200

6262~ 1000 + 5000~ 1000 + 5000

13 + 013 + 0

0505 2004/2002004/20055

Cu+CuCu+Cu

Cu+CuCu+Cu

Cu+CuCu+Cu

p+pp+p

200200

6262

22.522.5

200200

~ 1000 + ~ 1000 + 1000010000

10 + 20010 + 200

~ 1500 + ~ 1500 + 1000010000

0606 20062006 p+pp+p

p+pp+p

p+pp+p

200200

6262

500500

~ 3000 + ~ 3000 + 3000030000


QM06 versus QM05QM06 versus QM05

Good agreement !Good agreement ! At forward rapidity, on the lower edge of systematicsAt forward rapidity, on the lower edge of systematics

– (better handling of backgrounds and new pp reference)(better handling of backgrounds and new pp reference) At midrapidity, less At midrapidity, less subjectivesubjective “onset” like shape… “onset” like shape…

y~1.7 y~0


Feed down ratiosFeed down ratios

From HERA-B (pA √s=41.6 GeV)From HERA-B (pA √s=41.6 GeV)– 7.0 ± 0.4 % from ψ’7.0 ± 0.4 % from ψ’

– 21 ± 5 % from χ21 ± 5 % from χcc

– 0.065 ± 0.011 % from B0.065 ± 0.011 % from B

238

184 28

197

12184

12

129 27

64108184

HERA-BHERA-BHERA-BHERA-BHERA-BHERA-BHERA-BHERA-BE771E771E771E771

E789E789E789E789E705E705E705E705

NA38, NA38, NA50 & NA50 & NA51NA51

NA38, NA38, NA50 & NA50 & NA51NA51

6

12

9

E331E331E331E331

E444E444E444E444 E288E288E288E288

B′σ

(ψ′)/B

σ(J

/ψ)

(%)

12

NA38NA38NA38NA38

p-A

48

HERA-BHERA-BHERA-BHERA-B

Faccioli, Hard Probes 2006


J/J/ R RAAAA as a function of as a function of rapidityrapidity

nucl-th/0507027

Blue bands are cold nuclear matter prediction from Vogt, (EKS + 3mb absorption).

Dashed purple line are expected RAA vs y for recombined J/s

Grey bands are error from p+p

No clear change in the rapidity shape as a function of centrality.


Extrapolation from dA to AA Extrapolation from dA to AA collisionscollisions

Different approaches:

1. A model of shadowing and nuclear absorption as used in previous slides (here EKS shadowing and 1 to 3mb nuclear absorption) extrapolated to AA (Ramona Vogt, nucl-th/0507027)

2. A phenomenological fit on the d+Au data to get diss for each rapidity and use exp-[diss(y) + diss(-y)]n0L for AA.(Karsh, Kharzeev and Satz, PLB637(2006)75)

• diss(y=1.8) = 3.1 0.2 mb

• diss (y=0) = 1.2 0.4 mb

• diss(y=-1.7) = -0.1 0.2 mb

3. A direct extrapolation of measured RdA to AA using a simulation based on Glauber model (R. Granier de Cassagnac, private communication)


Direct extrapolation of measured RDirect extrapolation of measured RdAdA to AAto AA

Y = -1.7

Y = 0

Y = 1.8

RdA

b(fm)

Use a simple fit of RdA vs b

Plug RdA(b) into an AA Glauber simulation:

RAA(y,bAA) = [Rda(-y,b1).RdA(y,b2)]

where b1 and b2 are determined for each nucleon-nucleon collision in the simulation at a given bAA.

b1 b2

bAA


J/J/ suppression vs. light hadrons suppression vs. light hadrons

Heavy flavor electrons

J/

0


Open Charm Measurement in forward region and CGC

D.E. Kharzeev, K. Tuchin, hep-ph0310358

In Central region: Qs<m(cc) open charm production is expected to scale with Ncoll

In forward region: Qs>m(cc). Open charm production is expected to scale with Npart (AA) and (pA) in forward rapidity region.

ApartN


… … Upsilon measurement Upsilon measurement ……

PHENIX QM05 : 1st Upsilons at RHIC from ~3pb-1 collected during the 2005 p+p run

Dimuon mass spectrum for the two muon arms added

together.

y~1.7~10 counts


… … & & ’ measurement’ measurementDielectron invariant mass spectra :• Au+Au (final)

arXiv:0706.3034v1 [nucl-ex]

• p+p scaled by Ncoll (preliminary)


J/J/ signal signalAu+Au : most central

dielectron

dimuon

most peripheral

p+pdielectron

dimuon

dielectron

dimuon

Signal extraction steps :Signal extraction steps :

1)1) Invariant di-lepton Invariant di-lepton mass spectramass spectra

2)2) Combinatorial bkgd Combinatorial bkgd NNlikelike estimated from estimated from event mixingevent mixing

3)3) Subtract Nlike from Subtract Nlike from the spectra and get the spectra and get the J/the J/ψψ count count

J/J/ψψ count from fits : count from fits : Gaus. : mass peak Gaus. : mass peak Exp. : physical bkgd Exp. : physical bkgd

– heavy flavor decay heavy flavor decay – and/or Drell-Yanand/or Drell-Yan

Average value of Average value of variousvarious fits used as fits used as J/J/ψψ count count

Syst. err. Obtained Syst. err. Obtained from varying by 2% from varying by 2% the Nthe Nlikelike norm and norm and by re-fitting the by re-fitting the spectraspectra


3D hydro + sequential dissociation 3D hydro + sequential dissociation (I)(I)

Gunji et al., hep-ph/0703061 :Gunji et al., hep-ph/0703061 : CharmoniaCharmonia

– initial spatial distribution = from collisions in the Glauber initial spatial distribution = from collisions in the Glauber model model

– + free streaming in a full (3D+1) hydro+ free streaming in a full (3D+1) hydro– J/ survival probability ( RAA/CNM with CNM = shadowing +

nuclear absorption σabs = 1mb )

S = S = (1 (1 – – ffFDFD)) S S direct J/ direct J/ + + ffFDFD S S J/J/←←’, ’, χχcc

– 3 free parameters : feed-down : feed-down fFD , melting temperatures , melting temperatures TJ/ and and T’,χc

+ + (3D+1) hydro : same setup as the one used to (3D+1) hydro : same setup as the one used to reproduce charged dN/dreproduce charged dN/dηη measured at RHIC measured at RHIC– Assuming thermalization for Assuming thermalization for ττ°≥≥°0.60.6°fm, initial energy fm, initial energy

density distribution in the transverse plane, EOS of the density distribution in the transverse plane, EOS of the medium (T<Tmedium (T<Tcc and T>T and T>Tcc), … ), …


3D hydro + sequential dissociation 3D hydro + sequential dissociation (II)(II)

Gunji et al., hep-ph/0703061 :Gunji et al., hep-ph/0703061 : CharmoniaCharmonia

– J/ survival probability ( RAA/CNM with CNM = shadowing + nuclear absorption σabs = 1mb )

S = S = (1 (1 – – ffFDFD)) S S direct J/ direct J/ + + ffFDFD S S J/J/←←’, ’, χχcc

– 3 free parameters : Feed-down : Feed-down fFD , melting temperatures , melting temperatures TJ/ and and T’,χc

+ (3D+1) hydro+ (3D+1) hydro best fit with :best fit with : TTJ/J/ = 2.12 T= 2.12 Tcc

TT’,’,χχcc = 1.34 T = 1.34 Tcc

ffFDFD = 0.25 = 0.25 ± 0.10 due to uncertainty ± 0.10 due to uncertainty

on on σσabsabs (1 ± 1mb)(1 ± 1mb)

Better matching with the data


Invariant yield and RInvariant yield and RAAAA vs vs ppTT


Small centrality Small centrality dependencedependence

Model with absorption + Model with absorption + shadowingshadowing– shadowing EKS98shadowing EKS98

– σσabsabs = 1 mb = 1 mb

– σσabsabs = 3 mb = 3 mb

σσabsabs = 1 mb good = 1 mb good agreementagreement

σσabsabs = 3 mb is an upper = 3 mb is an upper limitlimit

weak shadowing and weak weak shadowing and weak nuclear absorptionnuclear absorption

J/J/ production in d+Au vs production in d+Au vs centralitycentrality

High x2 ~ 0.09

Low x2 ~ 0.003


Hard process : NHard process : Ncollcoll scaling scaling

Open charm production obeys NOpen charm production obeys Ncollcoll scaling scaling ::

PRL 94:082301(2005)


Energy densityEnergy density

Longitudinally expanding plasma :Longitudinally expanding plasma :

– dEdETT/d/dηη measurement at mid-rapidity by PHENIX EMCal measurement at mid-rapidity by PHENIX EMCal

– Which Which ττ00 ? ?

20

1

Rdy

dETBj

R2

0 ~ 1 fm/c

cross

~ 0.13 fm/c

secondaries formation

~ 0.35 fm/c

therm

~ 0.6 - 1 fm/c


Dilepton invariant mass spectrum (run6 Dilepton invariant mass spectrum (run6 pp)pp)

J/ e+e-

J/ +-


Collision centrality (2)Collision centrality (2)

Npart vs centrality (5% bins) Ncol vs centrality (5% bins)


preliminary

J/J/yy Baseline Measurement via p+p and Baseline Measurement via p+p and d+Au collisiond+Au collision

• high precision p+p results • d+Au favor σABS ~ 0-3 mb.

0 mb

5 mb

0 mb

3 mb

Low x2 ~ 0.003(shadowing region)

<pT2> = 3.59±0.06

±0.16<pT

2> = 4.14±0.18 +0.30-0.20

pT (GeV/c)

200GeV p+p->J/Psi

82 4

Bll* pp(J/ )=178±3(stat)± 53(sys) ± 18(lum) nb


J/J/ψψ measurements in p+p measurements in p+p collisionscollisions

Observation : Observation : – No model fits absolute cross section, rapidity No model fits absolute cross section, rapidity

distribution (RHIC), and polarization distribution (RHIC), and polarization (example: E866) simultaneously(example: E866) simultaneously

E866/NuSea

PRL 91, 211801 (2003)

E866 800 GeV

xF = x1 – x2

hep-ex/0611020

λ = +1 (transverse) = -1 (longitudinal)


Suppression et rapiditéSuppression et rapidité RRAAAA vs. rapidité pour différentes classes en centralité vs. rapidité pour différentes classes en centralité Distribution devient + étroite lorsque la centralité croitDistribution devient + étroite lorsque la centralité croit

– Challenge pour les modèles basés sur la “densité locale”Challenge pour les modèles basés sur la “densité locale”

Dashed lines : Gaussian fits.Dotted lines : ± 1σvariation of fit pars.


Hardness of the pHardness of the pTT spectrum spectrum

– Hardness of pHardness of pTT spectrum sensitive to formation mechanism spectrum sensitive to formation mechanism

– No strong NNo strong Npartpart dependence of <p dependence of <pTT22>, only slight rise at forward rapidity>, only slight rise at forward rapidity

Au+Au

The plotted <pT2> is calculated

directly from the measured data points (pT<5GeV/c), no fitting or extrapolation

nucl-ex/0611020hep-ex/0611020nucl-ex/0510051

nucl-ex/0611020


Charmonia sequential Charmonia sequential dissociationdissociation

J/J/ production production– direct : at least 60% – via χc J/ + x : ~ 20%– via (2S) J/ + x : ~ 8 %

Threshold effect Threshold effect sequential dissociation sequential dissociation vs T or vs T or εε

J/J/ χχcc (2S)(2S)

ΔΔE E [GeV][GeV]

0,640,64 ~ ~ 0,220,22

0,050,05

TTdd/T/Tcc 2,102,10 1,161,16 1,121,12

Dissociation temperature Dissociation temperature TTdd : :

F. Karsch et al. (Nucl. Phys. A698(2002) 199c; hep-lat/0106019)

’ J/χc

Satz, J.Phys.G32:R25,2006

RRAAAA/CNM vs energy /CNM vs energy densitydensity– Bjorken energy density Bjorken energy density

00

1

y

TBj dy

dE

A

RHIC : PRC 71:034908 (2005)NA50 : Eur.Phys.J.C39:335 (2005)NA60 : Nucl.Phys.A774:711 (2006)

Hard to see any step-like suppression behaviourHard to see any step-like suppression behaviour It seems that the direct J/It seems that the direct J/ is melting in central is melting in central

Au+Au collisions at RHIC, and not at SPS ?Au+Au collisions at RHIC, and not at SPS ?


Taux de production Taux de production et Ret RAA du J/du J/

Ncol = nombre de collision nucleon-nucleon équivalentes

Facteur de modification nucléaire:

Taux de production du J/ et section efficace:

BdNJ//dy =NJ/

y.AJ/.J/BBC

MBBBC

NMB

Taux en AA

Ncol. Taux en ppRAA =

BdJ//dy = BdNJ//dy . ppinel

1 Mesure du au RHIC Mesure du J/ au RHIC Catherine Silvestre CEA Saclay Etretat 2007 19 Septembre...

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