Produkce půvabných mezonů ve srážkách pp a AuAu o těžišťové energii 200 GeV David Tlustý ÚJF AVČR, ČVUT Praha STAR collaboration STAR

Motivace 2 hmota těžkých kvarků není ovlivněna horkou jadernou hmotou (znovunastolením chirální symetrie) těžké kvarky vznikají dominantně při tvrdých partonových srážkách zejména gluonovou fúzí  ideální sonda do husté a horké jaderné hmoty  měřením kolektivity lze zjistit stupeň termailizace media.  Test pQCD na RHIC. X. Zhu, et al, PLB 647, 366(2007) znalost účinného průřezu produkce páru cc v závislosti na multiplicitě je důležitá k porozumění mechanismu vzniku částic v horké a husté jaderné hmotě produkované na urychlovači RHIC

Jak měřit půvabné kvarky přímá identifikace rekonstrukce invariantní hmoty STAR jediný detektor, který to na RHIC umožňuje nelze selektovat eventy => problém s kombinatorickým pozadím vyžaduje rekonstrukci sekundárních vertexů ⇒ potřebujeme precizní křemíkový detektor – HFT (Heavy Flavor Tracker) 3

Detektor STAR 4  TPC dE/dx vs p : pions PID  TOF 1/  vs p : kaons PID  VPD EW koincidence: minimum bias trigger, TOF start time  TPC : PID, tracking  TOF : PID (  časové rozlišení = 110 ps)  BEMC : remove pile- up tracks, E T triggers David Tlusty, NPI ASCR Year % of full TOF Year % of full TOF

Identifikace částic 5 Ve srážkách AuAu 200 GeV (r. 2010) objeveno anti-Helium Nature 473, 353–356 (19 May 2011) Kaony Piony

Rekonstrukce inv. hmoty – D 0 signál 6 K* 0 K 2 *(1430) B.R. = 3.89% statistika: 105M eventů signifikance signálu: 4 . Kombinatorické pozadí rekonstruováno dvěma nezávislými metodami (same sign a track rotation). Výsledky z obou metod jsou navzájem konzistentní.

Rekonstrukce inv. hmoty – D * signál 7 Eventy typu “minimum bias” K rekonstrukci kombinatorického pozadí byly použity dvě metody: wrong sign a side band. signifikance 8-  STAR Preliminary Kombinace určené k rekonstrukci pozadí Wrong sign: D 0 and  -, D 0 and  + Side band: 1.72< M(K  ) < 1.80 or 1.92 < M(K  ) < 2.0 GeV/c 2 B.I.~Abelev, et al., PRD 79 (2009)

Korekční faktory 1.účinnost rekonstrukce 1.Double counting 2.Odstranění pile-up eventů a drah 3.Trigger bias korekce 8

D 0 and D * p T spectra in p+p 200 GeV 9 D 0 škálováno N D0 /N cc = 0.56 [1] D * škálováno N D* /N cc = 0.22 [1] konzistentní s horním limitem modelu FONLL [2]. Xsec = dN/dy| cc y=0 * F *  pp F = 4.7 ± 0.7 scale to full rapidity.  pp (NSD) = 30 mb Účinný průřez v mid- rapiditě: 173± 49(stat.) ± 39(sys.) ± 17(norm.)  b Totální účinný průřez: 813 ± 230 (stat.) ± 183.3(sys.)  b [1] C. Amsler et al. (Particle Data Group), PLB 667 (2008) 1. [2] Fixed-Order Next-to-Leading Logarithm: M. Cacciari, PRL 95 (2005) STAR preliminary

Shrnutí Úspěšně dokončena anlýza produkce půvabného kvarku založená na přímém změření výtěžku D 0 první analýza tohoto druhu na RHIC článek o této analýze již posuzuje komise ustanovená kolaborací STAR a chystá se publikace ve Physical Review D. nový detektor TOF poskytuje vynikající výsledky očekávání významného zdokonalení heavy-flavor fyziky po instalaci HFT 10

11 Trigger bias : General Idea Real yieldThis is what we calculate now : # of events after the vpd trigger & Vertexing selection - one normalization constant : # of signals after the vpd trigger & Vertexing selection - p T dependence need to be checked

Trigger bias: correction factor 12

Why to measure D mesons? 13 Known limitations in semi-leptonic channel. 1) Kinematics smearing due to decay. 2) Suffering from charm and bottom contribution. PRL 105 (2010) Both FONLL calculation and experimental data from electron channel are with large uncertainties. Direct measurement of D meson provides clean information of charm quark.

Outlook David Tlusty, NPI ASCR 23rd Indian Summer School Řež 14 SSD IST PXL TPC FGT STAR Heavy Flavor Tracker Project. Reconstruct secondary vertex. Dramatically improve the precision of measurements. Address physics related to heavy flavor. v 2 : thermalization R CP : charm quark energy loss mechanism.

Systematic error study David Tlusty, NPI ASCR 23rd Indian Summer School Řež 15 1)Raw Counts – Difference between methods 2)nFitPoints - difference between MC(nFitPts>25)/MC(nFitPts>15) and Data(nFitPts>25)/Data(nFitPts>15) 3)DCA - difference between MC(dca<1)/MC(dca<2) and Data(dca<1)/Data(dca<2)

Pile-up removal 16 pp collisions peak luminosity L peak = 5*10 31 cm -2 s -1 in year EventRate = L peak *  NSD (30 mb) = 1.5 MHz TPC readout ~ 80  s => TPC sees tracks from 120‎ collisions. Pile-ups are removed by‎ ‎ |VpdVz - TpcVz| < 6cm cut ‎ TPC PPV reconstruction algorithm ‎‎

Charm cross section vs David Tlusty, NPI ASCR 23rd Indian Summer School Řež 17 Most precise measurement so far, provide constraint for theories.