participação brasileira no experimento alice -...

Participação Brasileira no Experimento ALICE

USP-UNICAMP

1) Introdução   Descrição geral do experimento/atividade com uma breve

justificava das motivações científicas do experimento   Relevância no contexto da Física de Altas Energias   Tamanho da colaboração   Estrutura geral da colaboração   Cronograma de operação   Estrutura da coleta de dados   Participação do grupo no experimento

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Colisões entre íons pesados relativísticos Te

mpe

ratu

re"

baryon density"

Neutron stars"

Early universe"

nuclei"nucleon gas"

hadron gas"colour "

superconductor"

quark-gluon plasma"Tc"

ρ0"

critical point ?"

vacuum"

CFL"

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Colisões entre íons pesados relativísticos   Descrever a dinâmica de colisões entre íons pesados

relativísticos: accesso a processos fundamentais da QCD   Cenário possível:

time Decreasing energy density

Courtesy of S. Bass

initial state

initial stage pre-equilibrium

early stage medium expansion

chemical freezeout inelastic scatterings stop

kinetic freezeout elastic scatterings stop

Hadronization

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  Grande interesse teórico no Brasil

Experimento ALICE

Total weight: 10,000 t Overall diameter: 16.00 m Overall length: 25 m Magnetic Field: 0.5 T

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Heavy Ion Experiment

ALICE EMCal

Lead-scintillator sampling calorimeter |η|<0.7, Δφ=110o

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Colaboração ALICE

  ~ 1000 membros   31 países   111 instituições   ~ 150 MCHF

custo de capital (+ imã de graça)

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Cronograma da Colaboração ALICE   Apesar do foco principal ser colisões entre íons pesados,

a colaboração possui um extenso programa de estudo de colisões p+p, portanto deverá operar o ano todo

  Resultados das primeiras colisões p+p já foram submetidos para publicação

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Coleta de Dados da Colaboração ALICE   Operação do experimento feito em turnos (shifts) que

precisam ser cumpridos pelos colaboradores   2009: 19.9 dias de shift por autor que paga M&O

(doutores)   Grupo brasileiro: 7 × 19.9 = 139 dias

  2010: 27.2 dias de shift por autor que paga M&O   Grupo brasileiro: 7 × 27.2 = 190 dias

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Grupo de Íons Pesados Relativísticos

  Experiência na colaboração STAR do acelerador RHIC-BNL desde 1995

 Convidados para integrar a Colaboração ALICE em 2006. Membros oficialmente aceitos desde Outubro de 2006

 Trabalho de transição do RHIC para o LHC e início de um engajamento efetivo na colaboração ALICE

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Metas do Grupo   1 - Investigação sobre física hadrônica:

  estudo das propriedades do Plasma de Quarks e Gluons através da investigação da produção de hádrons compostos de quarks estranhos e pesados e do estudo de supressão e alterações de jatos de partículas.

  2 - Participação no Calorímetro Eletromagnético:   participar da elaboração de software de serviço para o recém-

aprovado projeto do Calorímetro Eletromagnético

  3 - Contribuição para esforço computacional do ALICE, via GRID:   participar do processamento dos dados coletados pelo

experimento criando um centro regional do GRID do ALICE em São Paulo

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2) Equipe

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Nome Afiliação Qualificações M&O Alejandro Szanto de Toledo

USP Pesquisador 1A Sim

Airton Deppman USP Pesquisador 1D Sim Alexandre A. P. Suaide USP Pesquisador 2 Sim Jun Takahashi UNICAMP Pesquisador 2 Sim

Marcelo G. Munhoz USP Pesquisador 2 Sim

Mauro Cosentino UNICAMP Pos-doc FAPESP (bolsa até 2011)

Sim

2) Equipe

  7 alunos de pós-graduação

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Nome Atividades Alejandro Szanto de Toledo

Team Leader

Airton Deppman EMCal Alexandre A. P. Suaide GRID Jun Takahashi Deputy Team Leader

EMCal Marcelo G. Munhoz Deputy Team Leader

EMCal GRID

Mauro Cosentino EMCal

2) Equipe

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Nome Afiliação Qualificações M&O David D. Chinellato UNICAMP Doutorando Não Denise A. M. de Godoy USP Doutoranda Não Evandro de Andrade II USP Mestrando Não Gabriel O. V. de Barros USP Doutorando Não Isaac S. de A. O. Sena USP Mestrando Não Marcel A. S. Figueredo USP Doutorando Não Renato C. Borges USP Treinamento

Técnico Não

2) Equipe

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Nome Atividades Término David D. Chinellato Simulação 2010 Denise A. M. de Godoy Simulação 2013 Evandro de Andrade II Simulação 2012 Gabriel O. V. de Barros Software QA

EMCal – LBL, EUA 2012

Isaac S. de A. O. Sena Simulação 2012 Marcel A. S. Figueredo EMCal – Yale, EUA 2012 Renato C. Borges GRID 2010

3) Resultados   Durante o ano de 2009, os dois resultados mais

relevantes do grupo brasileiro no ALICE foram:   Ativa participação na elaboração do Physics Performance Report

do Calorímetro Eletromagnético do ALICE a ser entregue ao DOE americano como parte de uma das etapas de financiamento desse projeto   Simulação de algoritmos de identificação de jatos de quarks b

  Certificação do site da USP no GRID pelo ROC-LA. Esta é uma contribuição importante ao experimento dado o atual déficit de poder de processamento do experimento ALICE   104 cores, 1 Gb de memória RAM por core e 20 Tb de espaço em

disco

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4) Programa Atual (2010/2011)   Intensificar contribuição ao EMCal do ALICE

  Software de análise e controle (trigger)   Dois alunos de doutorado realizarão estágio “sanduíche” em

2010 com bolsa do CNPq nos EUA

  Intensificar participação no GRID do ALICE   Contratação de técnico dedicado na USP

  Previsão de novos alunos de pós-graduação no grupo   Dois novos alunos na UNICAMP   Dois novos alunos na USP

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Plano de Gastos para 2010/2011

 Custo de Capital:   Criação de um Cluster de computadores na

UNICAMP para inclusão no GRID do ALICE   Ampliação do cluster de computadores já

existentes na USP

 Missões científicas   Viagens dos vários membros do grupo para

participação na tomada de dados e reuniões de colaboração

 Manutenção e Operação (M&O) 04/12/2009 RENAFAE 18


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  Custo de Capital

Ano Custo (R$)

Criação de um Cluster de computadores na UNICAMP para inclusão no GRID do ALICE

Ampliação do cluster de computadores já existentes na USP

Total

2010 200.000,00 200.000,00

2011 200.000,00 200.000,00 400.000,00


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  Missões científicas   Participação na tomada de dados   Números de shifts devidos pelo grupo brasileiro: 98 dias de

shifts em 2009 (139 - 41 dias já cumpridos) e 190 dias em 2010

* tomando como base o preço de uma passagem área SP-Genebra-SP de US$1500,00 e valores de diárias do CNPq de US$2700,00 por 30 dias

** estimativa

Ano Custo (US$) Quantidade Passagens* Diárias* Total

2009-2010 16 (30 dias) 24.000,00 43.200,00 67.200,00 2011** 11 (30 dias) 16.500,00 29.700,00 46.200,00


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  Missões científicas   Participação nos encontros de colaboração   Ocorrem três encontros de uma semana por ano

* tomando como base o preço de uma passagem área SP-Genebra-SP de US$1500,00 e valores de diárias do CNPq de US$,00 por dia

Ano Custo (US$) Quantidade Passagens* Diárias* Total

2010 9 (7 dias) 13.500,00 5.500,00 19.000,00 2011 9 (7 dias) 13.500,00 5.500,00 19.000,00


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 Manutenção e Operação (M&O)  Contribuição devida do grupo brasileiro ao

ALICE:  2009: 92 kCHF – US$20.000,00 (CNPq) = 72

kCHF  2010: 60.25 kCHF  2011: 76 kCHF (estimativa)

5) Programa Futuro (próximos 5 anos)   Atividades atuais do grupo concentram-se em

computação (GRID) e software (serviço e análise)   Consolidar essas atividades   Instrumentação (upgrades)

  Iniciar discussões com coordenador de upgrades do ALICE (Paolo Giubelino) para identificar possíveis contribuições do nosso grupo nesse programa

  Identificar novos colaboradores que queiram contribuir com possíveis atividades futuras de instrumentação do grupo

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6) Conclusões   Entrada recente na colaboração ALICE do LHC-CERN

(Outubro de 2006)   O grupo iniciou em 2007 um trabalho de transição de sua

força de trabalho do experimento STAR do RHIC-BNL para o ALICE que ainda está em andamento

  Contribuições importantes para a publicação do Physics Performance Report do EMCal

  Primeiros passos importantes e concretos para entrada no GRID e contribuição ao ALICE nesse setor

  Recursos da RENAFAE serão fundamentais para o efetivo engajamento do grupo no experimento ALICE.

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Back-up

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 Manutenção e Operação (M&O) - regras:   “If on September 1st the outstanding amount is less

than, or equal to, the current year’s contribution:   CERN Finance Department sends a standard reminder to

the F/A requesting payment within one month.

  If on September 1st the outstanding amount is larger than the current year’s contribution:   ALICE Management sends a letter to the F/A announcing

that, unless payment is made before the end of the year, the right to sign papers will be withdrawn as of December 31st ”

Estrutura Geral da Colaboração ALICE

  PWG1 - Performances: Jouri Belikov   PWG2 - Soft Physics: Luciano Ramello e Christian Kuhn   PWG3 - Heavy Flavor: Federico Antinori e Gines Martinez   PWG4 - High pt and Photons: Andreas Morsch e Yves Schutz

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Colisões entre IPR no LHC

QGP?

28

J. Schukraft, Nucl. Phys. A 698, 2002

Azimuthal Anisotropy of Emission: Elliptic Flow

Almond shape overlap region in coordinate space

Anisotropy in momentum space

Interactions/ Rescattering


Quantifying this effect ⇒

v2: 2nd harmonic Fourier coefficient in dN/dφ with respect to the reaction plane


31

Hirano et al, PLB 636, 299 •  Can hydrodynamics

reproduce the v2 values?

•  Many uncertainties are involved…

•  Possible scenarios:

•  Glauber matter distribution + perfect liquid or

•  Color Glass Condensate distribution + viscous matter?

How to test the medium?

Check the modifications

Calibrated probe

hadrons

q

q

hadrons

leading particle

leading particle

hadrons

q

q

hadrons

leading particle suppressed


Jets in p+p collisions

hadrons

q

q

hadrons

leading particle

leading particle

hadrons

q

q

hadrons



Jets in Au+Au collisions

•  Delta-Phi Correlation with respect to leading particle (>4 GeV/c)

•  Consider only particles above 2 GeV/c

•  Small difference in pseudo rapidity

How to measure it?

Px (GeV/c)

Py (G

eV/c

)

-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4

-4

-3

-2 -

1

0 1

2

3

4

Parto

n

Jet

|η1- η2|<0.5 Pt

η

Two-particle azimuthal distributions in p+p

The Calibrated probe:

•  trigger: highest pT track, pT>4 GeV/c

•  Δφ distribution: 2 GeV/c<pT<pT

trigger

•  normalize to number of triggers trigger

Phys Rev Lett 90, 082302

Two particles azimuthal distributions in Au+Au

Au+Au peripheral Au+Au central

Checking the modifications: •  Near-side: peripheral and central Au+Au similar to p+p

Phys Rev Lett 90, 082302

•  Strong suppression of back-to-back correlations in central Au+Au

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