27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

1

Α) Συμμετοχή στην Aνάπτυξη Yποδομών (DAQ) και Φυσικής (PID, Συντονισμοί ).

Β) Ανάπτυξη Ηλεκτρονικών Διατάξεων και Μεθόδων Ανάλυσης Δεδομένων από Αλληλεπιδράσεις pp και PbPb.

Τμήμα Φυσικής Ε.Κ.Π.Α.

Δραστηριότητες στο πείραμα ALICE στονεπιταχυντή LHC του CERN

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

2

Ελληνική ομάδα στο ALICE(σήμερα)– Τμήμα Φυσικής ΕΚΠΑ

Μέλη ΔΕΠ:Μ. Σπυροπούλου-Στασινάκη, Αναπλ. ΚαθηγήτριαΜ. Βασιλείου, Επικ. ΚαθηγήτριαΕ. Τσίλης, Επικ. Καθηγητής

Μεταδιδακτορικοί συνεργάτες:Π. ΓανωτήΑ. Μπελογιάννη Σ. ΠοτηράκηςΠ.. Χριστάκογλου

Μεταπτυχιακοί φοιτητές:Μεταπτυχιακοί φοιτητές:Φ. Ρουκουτάκης (Δ. Δ.), Χ. Ταγρίδης ( ΜΔΕ), Μ. Φραγκιαδάκης (ΜΔΕ),

Φοιτητές :Δ. Κοντανάς, Π. Μαντζαρίδης, Α. Μαρκουίζος, Π. Μητσέας, Σ. Τζάκης

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

3

ALICE: An LHC Ion Collider Experiment at CERN-LHCSize 16x26 m. , weight 10.000 tones

>1000 μέλη 30 χώρες 100 εργαστήρια

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

4

• ‘State of Matter’ under high temperature and pressure

– ‘Quark-Gluon Plasma’ (QGP)

• QGP is ground state of QCD and considered to be the primordial matter of the Universe

– Quarks and gluons are deconfined

– Chiral symmetry is restored (quarks are massless)

• Mission of Ultrarelativistic Heavy Ion Physics studies

– Search, discover the QGP

– Measure the properties of the QGP

Φυσική Βαρέων Ιόντων (HI) και Κουάρκ-Γκλούον-Πλάσμα (QGP)

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

5

ALICE: dedicated, ‘general purpose’ HI experiment

Υπογραφές (Signatures) και πειραματικές ποσότητες

Πειραματικές απαιτήσεις:

Εξαιρετική ικανότητα ανακατασκευής των ιχνών των φορτισμένων σωματιδίων μέσα σε ένα περιβάλλον με μεγάλη πυκνότητα τροχιών [dΝ/dη ~6000].

Ταυτοποίηση (PID) σωματιδίων (πιονίων, καονίων, πρωτονίων, ηλεκτρονίων, μιονίων κλπ).

Μέτρηση της ενέργειας των φωτονίων από μερικά GeV μέχρι >100 GeV.

Ικανότητα ανακατασκευής πιδάκων (Jets) σωματιδίων.

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

6

ALICE PPR CERN/LHCC 2003-049

PID in ALICE

full bars:3σ separation, dashed bars:2σ separation

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

7

1) Σύστημα λήψης πειραματικών δεδομένων και on-line έλεγχος (DAQ,DATE,MOOD,AMORE).Μ. Σπυροπούλου-Στασινάκη, Π. Γανωτή,Α. Μπελογιάννη, Φ. Ρουκουτάκης

2)Τοπολογική ταυτοποίηση-διαχωρισμός πιονίων/καονίων σε αλληλεπιδράσεις Pb-Pb και p-pΜ. Σπυροπούλου-Στασινάκη, Π. Γανωτή, Α. Μπελογιάννη, Φ. Ρουκουτάκης, Σπ. Τζάκης, Ειρ. Αριστομενοπούλου, K. Πολλάλης

3) Μελέτη συντονισμών Λ(1520)-> Κp και Φ(1020)->ΚΚ σε αλληλεπιδράσεις βαρέων ιόντων (PbPb) και αδρονίων pp. Μ. Σπυροπούλου-Στασινάκη, Π. Γανωτή, Α. Μπελογιάννη, Διονύσης Κοντανάς

4) Παροχή υπολογιστικής ισχύος στο ALICE μέσω hellasgrid. Μ. Σπυροπούλου-Στασινάκη, Σπ. Τζάκης

Υπευθυνότητες της ομάδας ‘OMEGA’ του ΤΠΦΣΣ στο ALICE,2002-σήμερα

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

8

Το Σύστημα λήψης δεδομένων ( Data Acquisition SystemData Acquisition System ) του ALICE και o on-line έλεγχος έχει σχεδιαστεί κεντρικά από την ομάδα DAQ-ALICE.Η ομάδα μας ανέλαβε να προσαρμόσει και να αναπτύξει το σύστημα για τουςεμπρόσθιους ανιχνευτές (Forward detectors) Τ0, V0, FMD του ALICE.

Η πρώτη φάση πραγματοποιήθηκε στο χώρο του ΤΠΦΣΣ ( 2004-2006) με ένα δοκιμαστικό σύστημα. Στη συνέχεια ο συνεργάτης μας (Φ. Ρουκουτάκης) επελέγη ως Early StageMarie Curie Fellow απο την αμάδα DAQ-ALICE, όπου ολοκλήρωσε το σύστημα.

Eπίσης αναμόρφωσε το σύστημα ΜΟΟD που αφορά τον on-line έλεγχο τωνμετρουμένων σημάτων των ανιχνευτών και τη βαθμονόμησή τους.

Ακόμη, ανέπτυξε το νέο προηγμένο σύστημα AMORE για τις ίδιες ανάγκες.Η παραπάνω υποδομή χρησιμοποιείτα σήμερα από όλους τους ανιχνευτές του ALICE. Αποτελεί σημαντική συνεισφορά στο πείραμα.Οι ομιλίες υπάρχουν στις ιστοσελίδες του ALICE ( week-DAQ-meetings)

1) DAQ-ALICE, MOOD, AMORE

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

9

Σύστημα λήψης δεδομένων και (on-line) έλεγχος ταυτόχρονα με μετρήσεις (DAQ,DATE,MOOD,AMORE) Φ.Ρουκουτάκης (2004-σήμερα)

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

10

Μ. Σπυροπούλου-Στασινάκη, Π. Γανωτή, Α. Μπελογιάννη, Φ. Ρουκουτάκης, Σπ. Τζάκης, Ειρ. Αριστομενοπούλου, K. Πολλάλης

Η τοπολογία καλείται ‘kink’ και προέρχεται από τη διάσπαση των καονίων και των πιονίων, των πολυπληθέστερων ( 10% και 80% ) παραγομένων σωματιδίων. Μετρείται στον ανιχνευτή TPC.

2)Τοπολογική ταυτοποίηση ( Particle IDentification) πιονίων-/καονίων σε αλληλεπιδράσεις Pb-Pb και p-p . ‘kink topology’ , π.χ. K/π ->μ ν

Κ/πμ

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

11

Calculations.Calculations.Branching ratios taken into accountBranching ratios taken into account

limitMC:ανακατασκευασμένα Κ- kinks

Qt (GeV/c)

K -> μ+ ν

K -> π +..

K-decay to:

Μεταβλητή Qt: κάθετη συνιστώσα του θυγατρικού (μιονίου) ως προς το άνυσμα της ορμής του μητρικού ( καονίου ή πιονίου) σωματιδίου

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

12

Μ. Σπυροπούλου-Στασινάκη, Π. Γανωτή, Α. Μπελογιάννη, Φ. Ρουκουτάκης, Σπ. Τζάκης, Ειρ. Αριστομενοπούλου, K. Πολλάλης

Τοπολογική ταυτοποίηση (PID ) π/Κ σε αλληλεπιδράσεις Pb-Pb και p-p (γωνία διάσπασης σε συνδ. με μητρική ορμή)

Mother Momentum (GeV/c)

red : Kμ+νμ

blue: πμ+νμ

K PID, pp at 14TeV

ALICE-INT-2006-012

PbPb

Γω

νία

διάσ

παση

ς

Kμ 4378Κπ 1440Κe 149

ππ 171ΚΚ 15πμ 5pp 26‘πp’ 81contam 4,8%

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

13

Αλληλεπιδράσεις Pb-Pb, Καόνια από τοπολογία ‘kink’

ALICE-INT-2006-012

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

14

Red line:kaons from Det. PID Blue line: K->μ + K->π

2.1 *10 ^6 pp interactions at 14 TeV

Pt, GeV/c

Num

ber

of tr

acks

Άρθρο στο στάδιο συγγραφής

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

15

Pb-Pb

Hadronization: Hadrons are formed from quarks

Chemical freeze-out: end of inelastic interactions (particle yields)

Thermal freeze-out: end of elastic interactions (particle spectra)

Λ(1520)p

πK-

Rescattering

Κ-

p

Λ(1520) K-

pRegeneration

Signal lost

space

time

Resonance Life-time [fm/c] 1.3++ 1.7 f0(980) 2.6 K*(892) 4.0 (1520) 13 ω(783) 23(1020) 45

3) Οι συντονισμοί ως υπογραφές αλλαγών φάσης και διαχωρισμού μεταξύ chemical –thermal freeze-out

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

16

Μελέτη του συντονισμού Λ(1520) σε αλληλεπιδράσεις pp στα 14TeV Μ. Σπυροπούλου-Στασινάκη, Π. Γανωτή, Α. Μπελογιάννη

Αρθρο στο στάδιο συγγραφής

Λ(1520) -> Kp

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

17

Μελέτη του συντονισμού Φ(1020)-> Κ+Κ- Μ.Σπυροπούλου-Στασινάκη, Δ. Κοντανάς

‘πραγματικά’

Ανακατασκευασμένα

m(K+K-), GeV

entr

ies/

20 K

eV

m(K+K-), GeV

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

18

Η ομάδα μας, στα πέντε (5) χρόνια συμμετοχής της στην προετοιμασίατου πειράματος ALICE (~12 έτη), εργάστηκε αποδοτικά και με συνέπεια.

Σ’ αυτή τη φάση είναι έτοιμη να συμβάλλει στην εξαγωγή αποτελεσμάτων Φυσικής με τα πρώτα πειραματικά δεδομένα που θα αρχίσουν να συλλέγονται μέσα στους επόμενους μήνες.

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

19

BACKUP

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

21

 16/3/2005 Soft Physics Working Group meeting, CERN. Talk Title: “A study of K/π kinks generation” http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=a051333 21/4 – 24/4/2005: Workshop on Recent Developments in High Energy Physics and Cosmology (HEP 2005), EESFYE, Aristotle University of Thessaloniki Talk Title: “A method for K/p  identification in ALICE experiment based on the kinematics of their decay to muons” 21/2/2006: Soft Physics Working Group meeting, CERN. Talk Title: “Searching for Lambda (1520) in Pb-Pb and pp” http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=a06809  14/3/2006:ALICE week, Soft Physics Working Group, CERN. Talk Title: “Lambda (1520) measurement in Pb-Pb and pp collisions”http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=a06810  15/3/2006: ALICE week, Physics Forum, CERN. Talk Title: “Lambda (1520) production” http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=a061699  13/4 – 16/4/2006: Workshop on Recent Developments in High Energy Physics and Cosmology (HEP 2006), EESFYE, University of Ioannina. Talk Title: 1). “The role of resonances production in heavy ion collisions and search for Lambda(1520) in ALICE”, http://hep2006.physics.uoi.gr/presentation/day2/4/ganoti.ppt 2). “Kink decays (e.g. K/pi to muon+ neutrino) and PID in ALICE ” http://hep2006.physics.uoi.gr/presentation/day2/3/Stasinaki.ppt

18/7/2006 Soft Physics Working Group meeting, CERN. Talk Title: “Preliminary study of Lambda(1520) in pp collisions” http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=a06816

List of talks 2005-2008At International Workshops and in ALICE meetings

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

22

 29/9/2006 1st International Workshop on Soft Physics in ultrarelativistic Heavy Ion Collisions, Catania (Italy), 27-29 September 2006Talk Title: “Study of Λ (1520) resonance in pp interactions at ALICE and K identification from its decay in muon+neutrino” http://www.ct.infn.it/SPHIC06/ 11/10/2006 ALICE week, Physics Forum, CERN. Talk Title:1). “Study of Λ(1520) in pp interactions in ALICE” 2). “K identification from its decay to μ + ν”http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=5251

12/12/2006 Soft Physics Working Group meeting, CERN. Talk Title: Λ(1520): Status Report http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=a06820 14/2/2007 ALICE Physics week in Munster.Talk Title: “A study of Λ(1520) in pp interactions at ALICE”http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=10988 9/5/2007 Soft Physics Working Group meeting, CERN. Talk Title: “Status reporta)Yields of kaons from their ‘kink decay’ in pp interactions at ALICE b) Λ(1520) signal with combined PID from TPC and TOFhttp://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=8433 24/6/2007 International Conference on Strangeness in Quark Matter Levoca, SlovakiaTalk Title: “Study of Λ(1520) production in pp interactions @14 TeV with the ALICE detector” http://www.saske.sk/SQM2007/sciprog.php.html 2/10/2008 Soft Physics Working Group meeting, CERN.Talk Title : “Kaon identification from kink topology in pp interactions”http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=9953

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

23

12/12/2007 Soft Physics Working Group meeting, CERN. Talk Title: “Kaon identification by kink topology” http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=8438  19/2/2008 Soft Physics Working Group meeting, CERN. Talk Title : “Kaons from kink topology” http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=24904 17/4/2008 XXVI Workshop on Recent Developments and Cosmology, HEP2008, Ancient Olympia 16-19/4/2008 , Talk Title : “Comparison of Kaon identification through central barrel detectors signals, with the kink topology in ALICE experiment at CERN”http://hep10.physics.uoc.gr/HEP2008/program/

Πληροφορίες στην ιστοσελίδα http://users.uoa.gr/~mspyrop/, στην ιστοσελίδα του ALICE στο CERN, στο διαδίκτυο (SPIRES, google…) με τα ονόματα των συγγραφέων: M. (Spyropoulou-)Stassinaki, A. Belogianni , P. Ganoti,, F. Roukoutakis

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

24

Πτυχιακές εργασίεςΠτυχιακές εργασίες

Φ. Ρουκουτάκης, Σπ. Τζάκης (υπ) , Ειρ. Αριστομενοπούλου, Χρ. Πολλάλης (υπ),Διον.Κοντανάς

Εργασίες ΜΔΕΦ. Ρουκουτάκης

Διδακτορικά διπλώματα Φ. Ρουκουτάκης ( υπ.)

Σύνδεση της έρευνας με την εκπαίδευση (2004-σήμερα)

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

25

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

26

                                                                          

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

27

• Machine

– Energy

• E(beam)=7* Z/A→√s = 5.5.TeV/A or 1.14 PeV for Pb-Pb

– Beams

• Possible combinations: pp, pA, AA

– Heavy Ion Running

• Typically 4 weeks/ year ; typically after pp running

– Luminosity

• 10-27 cm-2 s-1 (Pb) to > 10-30 (light ions) → 10 to > 100kHz rates

• Experiments

– ALICE: An Lhc Ion Collider Experiment: dedicated, ‘general purpose’ HI experiment

– ATLAS and CMS have a significant HI programme, but pp is priority

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

28

T0-A

• 3.7 m from IP

• 4.61 < < 4.92

T0-C

• 0.7 m from IP

• -3.28< <-2.97

T0 arrays in ALICE

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

29

KaonKaon and Pion and Pion decaysdecays

%73.1

%27.3

%87.4

%13.21

%43.63

00

0

0

0

K

K

eK

K

K

kinkskinks

%58.5K 3 prong3 prong-decay-decay

%99 bgr. kinksbgr. kinks

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

30

restrestrest

restrestlab Ep

p*** cos

sintan

restrestrest

restlab

EpE

p222**max

/

1)(tan

The red and blue curves in the next slide correspond to the maximum decay angle of the daughter at a given momentumof the mother particles, kaons and pions respectively

‘Decay angle’

and ‘maximum decay angle’ of charged daughter in the Lab system

Kink topology, Γωνία διάσπασης : Γωνία μεταξύ θυγατρικής και μητρικής τροχιάς

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

31

Mother mom. Vrs decay angle, ‘Kink’ topology, pp int., 60k events

π-> π +.. π-> μ+ν

Κ-> μ +ν Κ-> π+..

27/06/2008 Μάρθα Σπυροπούλου-Στασινάκη, Διημερίδα Τμ. Φυσικής,Ε.Κ.Π.Α.

32

Hadron Resonances e.g. K(892), Δ(1232), Σ(1385), φ(1020), Λ(1520) can be used as a method to study the dynamics of QGP hadronization in Heavy Ion Collisions

Due to short lifetime they can only be measured by reconstruction of their decay products.

The measurement of Λ(1520), together with other resonances, may provide information about the early state of the expanding source in terms of the influence of the medium on the resonance. Comparison of H.I data withpp collisions will show effects of possible interactions

Particle Identification (PID) is important for the purity of the resonance signal. K/π separation, among other topics, will improve the invariant mass calculation for resonances including kaons in their decay products