Estudo das flutuações em colisões ultracentrais de íons pesados relativísticos
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://doi.org/10.11606/T.43.2022.tde-16112022-144307 |
Resumo: | Em uma colisão ultrarrelativística de íons pesados, há uma imensa deposição de energia e supõe-se que possa haver uma quebra da estrutura hadrônica, fazendo com que os pártons dos núcleons participantes não estejam mais confinados dentro destes. Isto significa dizer que há uma transição de fase 1 para um sistema composto por pártons livres que se comporta como um fluido fortemente acoplado e 2 esta fase da matéria é chamada Plasma de Quarks e Glúons (QGP na sigla em inglês). Devido ao intervalo temporal ser extremamente curto, não é possível a observação direta desta fase da matéria e são formuladas hipóteses sobre seu comportamento a partir da análise das características finais do sistema, como a multiplicidade de partículas geradas e sua distribuição azimutal, através dos chamados coeficientes dos harmônicos de fluxo v n. Estes coeficientes estão relacionados com a anisotropia nas condições iniciais 3 , representada pelas excentricidades e n . Como veremos ao longo do texto, e 2 tem contribuições oriundas da forma geométrica da região participante e de flutuações, ao passo que e 3 tem contribuições apenas de flutuações do núcleo. Isso nos leva a pensar por exemplo que v 3 < v 2 e este fato é observado experimentalmente na maioria dos casos. Contudo, em eventos ultracentrais, temos algo como v 3 \' v 2 e nenhum modelo existente conseguiu descrever esta observação até hoje. O fato observado nos leva a pensar sobre a forte influência das flutuações em eventos ultracentrais e como deve ser um modelo que gere as condições iniciais cujos harmônicos de fluxo calculados a partir delas tenham a maior acurácia possível com os resultados experimentais. Isto posto, o presente trabalho dedica-se a estudar se é possível descrever as condições iniciais em regime ultracentral, i.e., se é possível mapear as condições iniciais do forma que os harmônicos de fluxo calculados sejam o mais próximo possível dos dados experimentais obtidos nas colaborações CMS e ATLAS do LHC. Para este fim, calculamos a função de n-pontos, conforme publicado anteriormente, de modo a termos uma relação entre as flutuações e correlações e as condições iniciais. |
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info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis Estudo das flutuações em colisões ultracentrais de íons pesados relativísticos Study of the flutuations in ultra-central heavy ion collisions 2022-10-21Matthew William LuzumWeiliang QianTiago José Nunes da SilvaAlexandre Alarcon do Passo SuaideJun TakahashiLiner de Souza SantosUniversidade de São PauloFísicaUSPBR Colisões de íons pesados relativísti- cos Física de partículas hadrons Hádrons Interações nucleares nuclear interactions particle physics Relativistic heavy-ion collisions Em uma colisão ultrarrelativística de íons pesados, há uma imensa deposição de energia e supõe-se que possa haver uma quebra da estrutura hadrônica, fazendo com que os pártons dos núcleons participantes não estejam mais confinados dentro destes. Isto significa dizer que há uma transição de fase 1 para um sistema composto por pártons livres que se comporta como um fluido fortemente acoplado e 2 esta fase da matéria é chamada Plasma de Quarks e Glúons (QGP na sigla em inglês). Devido ao intervalo temporal ser extremamente curto, não é possível a observação direta desta fase da matéria e são formuladas hipóteses sobre seu comportamento a partir da análise das características finais do sistema, como a multiplicidade de partículas geradas e sua distribuição azimutal, através dos chamados coeficientes dos harmônicos de fluxo v n. Estes coeficientes estão relacionados com a anisotropia nas condições iniciais 3 , representada pelas excentricidades e n . Como veremos ao longo do texto, e 2 tem contribuições oriundas da forma geométrica da região participante e de flutuações, ao passo que e 3 tem contribuições apenas de flutuações do núcleo. Isso nos leva a pensar por exemplo que v 3 < v 2 e este fato é observado experimentalmente na maioria dos casos. Contudo, em eventos ultracentrais, temos algo como v 3 \' v 2 e nenhum modelo existente conseguiu descrever esta observação até hoje. O fato observado nos leva a pensar sobre a forte influência das flutuações em eventos ultracentrais e como deve ser um modelo que gere as condições iniciais cujos harmônicos de fluxo calculados a partir delas tenham a maior acurácia possível com os resultados experimentais. Isto posto, o presente trabalho dedica-se a estudar se é possível descrever as condições iniciais em regime ultracentral, i.e., se é possível mapear as condições iniciais do forma que os harmônicos de fluxo calculados sejam o mais próximo possível dos dados experimentais obtidos nas colaborações CMS e ATLAS do LHC. Para este fim, calculamos a função de n-pontos, conforme publicado anteriormente, de modo a termos uma relação entre as flutuações e correlações e as condições iniciais. In an ultrarelativistic heavy-ion collision, there is a large energy deposition and we suppose that there is a breakup of the hadronic structure and the partons from partici- pant nucleons are not confined anymore. That is, a phase transition 4 occurs to a system composed by free partons 5 which behave as a strongly coupled fluid 6 This phase is called Quark-Gluon Plasma - QGP. Due to the short duration of this phase, it is not possible to directly observe this phase of matter and so conclusions are formulated about its beha- viour from the final characteristics, such as the multiplicity of charged hadrons and their azimuthal distribution, through the analysis of harmonic flows coefficients v n . The lat- ter can be related with the anisotropy of initial conditions 7 , represented by eccentricities n . We will show throughout the text that 2 has geometric and fluctuation contributions, while 3 have nuclei fluctuations contributions only. Thus, we can think, for instance, that v 3 < v 2 and this result is true for most cases. However, in ultra-central events, we observed results as v 3 \' v 2 and no model could describe these results until now. The fact that we have a triangular flow bigger than elliptic flow makes us think about the influence of the fluctuations and how it should be a model so that it generates the initial conditions which harmonic flows agree with experimental data. Thus, the present work aims to study if it is possible to describe the initial conditions in order that calculated harmonic flows be as close as possible to experimental data from CMS[30] and ATLAS[33] at the LHC. For this purpose, we put constraints on the n-point functions that describe fluctuations of the initial energy density, according to Gronqvist et al.[1], in order to have a relationship between the fluctuations and the correlations and the initial conditions. https://doi.org/10.11606/T.43.2022.tde-16112022-144307info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2023-12-21T19:09:14Zoai:teses.usp.br:tde-16112022-144307Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-12-22T12:46:27.149842Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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