Das Quark-Gluon-Plasma am LHC - Goethe

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Das Quark-Gluon-Plasma
am LHC
Hendrik van Hees
Goethe-Universität Frankfurt
23. November 2011
Hendrik van Hees (Goethe-Uni Frankfurt)
Das QGP am LHC
23. November 2011
1 / 39
Inhalt
1
Die Schönheit der Naturgesetze: Symmetrien
Was ist Symmetrie?
Symmetrie der Naturgesetze und Erhaltungsgrößen
Spontane Symmetriebrechung und Phasenübergänge
2
Elementarteilchen und fundamentale Kräfte
Was sind die kleinsten Teilchen?
Die fundamentalen Kräfte
Bosonen und Fermmionen
3
Das Quark-Gluon-Plasma und Schwerionenstöße
Das Phasendiagramm stark wechselwirkender Materie
Schwerionen-Experimente am LHC
Phänomenologie der ultrarelativistischen Schwerionenreaktionen
Woher kommt die Masse?
Hendrik van Hees (Goethe-Uni Frankfurt)
Das QGP am LHC
23. November 2011
2 / 39
Die Schönheit der Naturgesetze: Symmetrien
Was ist Symmetrie?
Geometrie: Operationen wie Drehungen oder Verschiebungen an
symmetrischen Objekten ändern diese Objekte nicht.
Beispiel: Drehen eines regelmäßigen Sechsechs um 60◦ ändert es nicht
⇒ Symmetrie!
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Das QGP am LHC
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Die Schönheit der Naturgesetze: Symmetrien
Was ist Symmetrie?
Geometrie: Operationen wie Drehungen oder Verschiebungen an
symmetrischen Objekten ändern diese Objekte nicht.
Beispiel: Drehen eines regelmäßigen Sechsechs um 60◦ ändert es nicht
⇒ Symmetrie!
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Die Schönheit der Naturgesetze: Symmetrien
Was ist Symmetrie?
Geometrie: Operationen wie Drehungen oder Verschiebungen an
symmetrischen Objekten ändern diese Objekte nicht.
Beispiel: Drehen eines regelmäßigen Sechsechs um 60◦ ändert es nicht
⇒ Symmetrie!
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Die Schönheit der Naturgesetze: Symmetrien
Was ist Symmetrie?
Geometrie: Operationen wie Drehungen oder Verschiebungen an
symmetrischen Objekten ändern diese Objekte nicht.
Beispiel: Drehen eines regelmäßigen Sechsechs um 60◦ ändert es nicht
⇒ Symmetrie!
Hendrik van Hees (Goethe-Uni Frankfurt)
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Die Schönheit der Naturgesetze: Symmetrien
Was ist Symmetrie?
Geometrie: Operationen wie Drehungen oder Verschiebungen an
symmetrischen Objekten ändern diese Objekte nicht.
Beispiel: Drehen eines regelmäßigen Sechsechs um 60◦ ändert es nicht
⇒ Symmetrie!
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3 / 39
Die Schönheit der Naturgesetze: Symmetrien
Was ist Symmetrie?
Geometrie: Operationen wie Drehungen oder Verschiebungen an
symmetrischen Objekten ändern diese Objekte nicht.
Beispiel: Drehen eines regelmäßigen Sechsechs um 60◦ ändert es nicht
⇒ Symmetrie!
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Die Schönheit der Naturgesetze: Symmetrien
Was ist Symmetrie?
Geometrie: Operationen wie Drehungen oder Verschiebungen an
symmetrischen Objekten ändern diese Objekte nicht.
Beispiel: Drehen eines regelmäßigen Sechsechs um 60◦ ändert es nicht
⇒ Symmetrie!
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Symmetrie der Naturgesetze und Erhaltungsgrößen
Mathematik: Emmy Noether fand 1918 Zusammenhang zwischen
Symmetrien von Naturgesetzen und Erhaltungssätzen
Bewegungsgleichungen:
Verhalten von physikalischen Objekten in der Zeit
Symmetrie ⇔ Naturgesetze (Gleichungen) ändern sich nicht unter
bestimmten Operationen mit den Größen
Noether: Symmetrie der Naturgesetze ⇔ erhaltene Größe
Beispiel 1: Naturgesetze ändern sich nicht mit der Zeit (Gleichungen
immer dieselben) ⇒ Erhaltung der Energie!
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Symmetrie der Naturgesetze und Erhaltungsgrößen
Mathematik: Emmy Noether fand 1918 Zusammenhang zwischen
Symmetrien von Naturgesetzen und Erhaltungssätzen
Bewegungsgleichungen:
Verhalten von physikalischen Objekten in der Zeit
Symmetrie ⇔ Naturgesetze (Gleichungen) ändern sich nicht unter
bestimmten Operationen mit den Größen
Noether: Symmetrie der Naturgesetze ⇔ erhaltene Größe
Beispiel 1: Naturgesetze ändern sich nicht mit der Zeit (Gleichungen
immer dieselben) ⇒ Erhaltung der Energie!
Beispiel 2: Naturgesetze ändern sich nicht mit dem Ort
(Bewegungsgleichungen überall dieselben) ⇒ Impulserhaltung
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Spontane Symmetriebrechung
Emmy Noether
Gleichungen symmetrisch, aber nicht der Grundzustand
Erhaltungssatz gilt aber Symmetrie ist nicht realisiert
Beispiel: Drehen eines Stücks Eisen ⇔ unwesentlich für Naturgesetze
Magnet ⇒ Magnetfeld zeichnet Richtung aus ⇒ Drehsymmetrie
gebrochen
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Spontane Symmetriebrechung
Emmy Noether
Gleichungen symmetrisch, aber nicht der Grundzustand
Erhaltungssatz gilt aber Symmetrie ist nicht realisiert
Beispiel: Drehen eines Stücks Eisen ⇔ unwesentlich für Naturgesetze
Magnet ⇒ Magnetfeld zeichnet Richtung aus ⇒ Drehsymmetrie
gebrochen
Erhitzen des Magneten ⇒ Eisen wird plötzlich unmagnetisch sobald
kritische Temperatur überschritten
Phasenübergang ⇒ Drehsymmetrie wiederhergestellt
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Ferromagnet: Mikroskopisches Bild
~ an
Magnetisierung von Eisen: wende magnetisches Feld B
Kleine “Elementarmagneten” richten sich aus
~ = 0 (energetisch günstiger!)
Ausrichtung bleibt erhalten für B
Ferromagnet wird zum Magneten
Magnetfeld zeichnet Raumrichtung aus
⇒ spontane Brechung der Drehsymmetrie
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Entmagnetisierung
Aufheizen eines Permanentmagneten rüttelt an Elementarmagneten
ab eienr kritischen Temperaturen: Ausrichtung der
Elementarmagneten verloren (Phasenübergang!)
Eisenstück ist kein Magnet mehr!
keine Richtung ausgezeichnet
Drehsymmetrie wiederhergestellt!
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Elementarteilchen
Uralte Frage der Wissenschaft:
Gibt es kleinste unteilbare Einheiten der
Materie?
Demokrit (460-370 BC):
Es gibt nur Atome und den leeren Raum!“
”
Atom=griechisch für das Unteilbare“
”
Rutherford (1909-1911):
der größte Teil des Atoms ist leerer Raum“
”
Hauptanteil der Masse im Atomkern
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Elementarteilchen
Elektronen sind elementar
Atomkern setzt sich zusammen aus
Nukleonen=Protonen und Neutronen
Nukleonen bestehen aus up- und
down-Quarks
up-Quark: Ladung +2/3, Masse mu = 3 MeV/c 2
down-Quark: Ladung −1/3, Masse md = 6 MeV/c 2
Elektron: Ladung −1, Masse me = 0.5 MeV/c 2
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Die fundamentalen Kräfte
Was hält die Teilchen zusammen (⇒ Materie)?
Fundamentale Kräfte oder Wechelwirkungen
Gesetze werden von Symmetrien bestimmt
e.g., Erhaltung der elektrischen Ladung ⇔
Kraftvermittlungsteilchen“ (Wellenfelder ↔ Teilchen) für
”
elektromagnetische Wechselwirkung Photon
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Materieteilchen“ und Kraftteilchen“
”
”
γ
g
elektromagn. Kraft
starke Kraft
+
0
-
W Z W
G
schwache Kraft
Gravitation
Materieteilchen“ Quarks und Leptonen Spin s = 1/2
”
Kraftteilchen“ Gluonen, Photonen (γ), W ± , Z 0 Spin s = 1
”
Symmetrie der Wechselwirkungen:
Elementare Masse durch spontane Symmetriebrechung
Higgsboson ⇒ Masse für Quarks, Leptonen, W , Z -Bosonen
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Bosonen und Fermionen
notwendige Folge der relativistischen Raum-Zeit-Symmetrie
für ununterscheidbare Teilchen: Bosonen oder Fermionen
Spin-Statistik-Theorem:
Fermionen: nur ein Teilchen pro Zimmer“
”
Teilchen mit halbzahligem Spin
Bosonen: bevorzugen Aufenthalt im gleichen Zimmer“
”
Teilchen mit ganzzahligem Spin
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Der achtfache Pfad
in then 1950-1960ern wurde in Beschleunigerexperimenten ein ganzer
Teilchenzoo entdeckt
die meisten sind Hadronen: Teilchen, auf die starke Kraft wirkt
Gell-Mann, Zweig, Ne’eman (1961): alle Hadronen als gebundene
Zustände von Spin-1/2-Teilchen mit Ladungen −1/3 und +2/3
Gell-Mann: Wie sollen sie heißn? Quarks!
Symmetrieprinzipien brachte Ordnung ins Chaos:
drei Quarks (up, down, strange)
Murray Gell-Mann
Nobel Prize in Physics (1969)
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Der achtfache Pfad
Symmetrie liefert zwei Quantenzahlen: Isospin und Strangeness
Isospin und Strangeness erhalten bei starken Wechselwirkungen
Anti-Quarks
Quarks
−1/2
S
S
1/2
s1/3 1
I3
u2/3
d−1/3
u−2/3
−1 s−1/3
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−1/2
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1/3
d
1/2
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I3
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Der achtfache Pfad
Mesons: “addiere” ein Quark und ein Anti-Quark (Bsp: |π − i = |d ūi)
Mesonen
K0
π−
−1 −1/2
K−
S
1
K+
π0
η 1/2
−1
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π +I
3
1
K0
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Der achtfache Pfad
Mesons: “addiere” ein Quark und ein Anti-Quark (Bsp: |π − i = |d ūi)
Baryonen: “addiere” drei Quarks (Bsp: |pi = |uudi)
Baryonen
Mesonen
K0
π−
−1 −1/2
K−
S
1
K+
π0
η 1/2
−1
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n
π +I
Σ−
1
−1 −1/2
3
Ξ−
K0
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S
0
p
Σ0
Λ 1/2
−2
Σ+I
3
1
Ξ0
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Farbe
Problem: man erhält nur alle Hadronen, wenn man
drei Quarks im gleichen Zustand erlaubt!
ABER: Quarks müssen Spin 1/2 besitzen
sie müssen daher Fermionen sein
(die nicht im gleichen Raum im Fermi-Hotel sein wollen!)
andererseits funktioniert das Modell:
vorhergesagtes Baryon |Ω− i = |sssi wurde gefunden!
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Farbe
Problem: man erhält nur alle Hadronen, wenn man
drei Quarks im gleichen Zustand erlaubt!
ABER: Quarks müssen Spin 1/2 besitzen
sie müssen daher Fermionen sein
(die nicht im gleichen Raum im Fermi-Hotel sein wollen!)
andererseits funktioniert das Modell:
vorhergesagtes Baryon |Ω− i = |sssi wurde gefunden!
Lösung: Jede Quarksorte kommt in drei Farben“ vor
”
Alle Quarks von derselben Art sind gleich, können aber verschiedene
Farbquantenzahlen besitzen ⇒ Symmetrie!
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Quantenchromodynamik
Noch mehr Probleme: bislang hat noch niemand freie Quarks
gefunden!
Befreiung der Quarks:
⇒ versuche Meson auseinanderzubrechen
Quarks in Hadronen gefangen
1973: Gross und Wilczek,
Politzer
Theorie basierend auf FarbSymmetry!
:
Man kann das Meson nicht auseinderbrechen. Stattdessen
produziert man mehr Hadronen!
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Kraft wird stärker für größere
Abstände
Grund: Kraftteilchen tragen
selbst Farbe
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Quantenchromodynamik
Farbsymmetrie der Quarks (Farbladung erhalten)
Kraftteilchen: Gluons (Spin 1)
Materieteilchen: Quarks (spin 1/2)
Theorie: Quantenchromodynamik (QCD)
(griechisch: chromos=Farbe)
Kraft wird schwächer bei kurzen Abständen
(hohen Energien/Impulsen)
Physik-Nobel-Preis
2004:
αs
0.3
0.2
0.1
0
1
Gross, Wilczek, Politzer
10
µ (GeV)
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100
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Das Phasendiagramm stark wechselwirkender Materie
Heiße, dichte Materie: Quarks und Gluonen dicht zusammengedrängt
hochenergetische Stöße ⇒ Deconfinement“
”
Quarks und Gluonen relevante Freiheitsgrade ⇒ Quark-Gluon-Plasma
immer noch stark wechselwirkend: Schnelle Thermalisierung!
0.25
Quark-Gluon-Plasma
RHIC
0.15
hq̄qi =
6 0
0.0
SIS
Kerne
ng
nu
0.05 Hadrongas
AGS
rd
krit.
Punkt
hq̄qi = hqqi = 0
O
0.10
SPS
1.
T [GeV]
0.20
hqqi =
6 0
µN
Wie erzeugen wir ein QGP?
Woher wissen wir, daß wir ein QGP erzeugt haben?
Welche Eigenschaften hat das QGP?
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Large Hadron Collider
√
beschleunigt protonen auf s = 7 TeV
√
beschleunigt Bleiatomkerne auf s = 2.76 ATeV
Detektoren
ATLAS: A Toroidal LHC Apparatus
CMS: Compact Muon Solenoid
LHCb: LHC-beauty
ALICE: A Large Ion Collider Experiment
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Large Hadron Collider
Problem: Feuerball (QGP?) existiert nur sehr kurz ∼ 10 fm/c
Quarks und Gluonen unbeobachtbar ⇒
messe Hadronen, Leptonen, Photonen
Was sind Observablen für QGP?
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Ultrarelativistische Schwerionenreaktionen
hochenergetische Stöße von (schweren) Atomkernen
viele Stöße der Partonen in den Nukleonen
Erzeugung vieler Teilchen ⇒ heißer dichter Feuerball
Erzeugung des Quark-Gluon-Plasmas (QGP)?
Eigenschaften des QGP?
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Hydrodynamisches Verhalten
Teilchenspektren kompatibel mit kollektiver Bewegung eines
idealen Fluids (Hydrodynamik) ⇒
kleines Scherviskositäts-Entropiedichte-Verhältnis η/s
Medium im lokalen thermodynamischen Gleichgewicht
(nach kurzer Formationszeit . 1 fm/c)
y
Au
Au
x
v2 =
D
p2x−p2y
p2x+p2y
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E
p (GeV)
t
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Hydrodynamisches Verhalten
Scherviskosität/Entropiedichte η/s: Maß für Plasmakopplungsstärke
Quantenmechanik oder Stringtheorie: η/s ≥ 1/(4π) ' 0.08
Feuerball bildet näherungsweise ideales Fluid
0.3
0.2
0.15
ALICE h+/- 30-40%
ideal, avg
η/s=0.08, avg
ideal, e-b-e
η/s=0.08, e-b-e
η/s=0.16 , e-b-e
0.4
0.3
v2
0.25
v2
0.5
ALICE h+/- 10-20%
ideal, avg
η/s=0.08, avg
ideal, e-b-e
η/s=0.08, e-b-e
η/s=0.16, e-b-e
0.2
0.1
0.05
0.1
LHC 2.76 TeV
0
LHC 2.76 TeV
0
0
0.5
1
1.5 2 2.5
pT [GeV]
3
3.5
4
0
0.5
1
1.5 2 2.5
pT [GeV]
3
3.5
4
[Bjoern Schenke, Sangyong Jeon, Charles Gale, Phys. Lett.B 702, 59 (2011)]
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Skalierung von v2 mit der Anzahl der Konsituentenquarks
Elliptischer Fluß skaliert mit Anzahl der Konstituentenquarks
(had)
v2
(had)
(pT
(q)
(had)
) = nq v2 (pT
/nq )
Rekombination von Quarks im Medium bei Tc
0.15
ALICE preliminary, Pb-Pb events at sNN = 2.76 TeV
centrality 10%-20%
v2/nq
v2/nq
Meson- oder Baryon-v2 = Summe der Quark-v2 ’s
0.15
ALICE preliminary, Pb-Pb events at sNN = 2.76 TeV
centrality 40%-50%
π± , v2{SP, |∆η|>1}
0.1
π± , v2{SP, |∆η|>1}
K± , v {SP, |∆η|>1}
2
p, v {SP, |∆η|>1}
0.1
2
2
0.05
0.05
0
K± , v {SP, |∆η|>1}
2
p, v {SP, |∆η|>1}
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0
(m -m0)/nq (GeV/c2)
t
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
(m -m0)/nq (GeV/c2)
t
[M.Krzewicki (ALICE Collaboration) arXiv:1107.0080v1 [nucl-ex]]
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Jet-Quenching
Jets, die durch Medium gehen, unterdrückt
tritt nicht in d+Au-Stößen auf ⇒ Mediumeffekt!
Unterdrückung: Medium hoher Dichte ⇒ ρ > ρkrit
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26 / 39
Jet-Quenching
Vergleich zu Proton-Proton-Stößen: RAA =
dNAA /dpt
Ncoll dNpp /dpt
RAA < 1 für große pt : Jets durch Medium abgebremst
Photonen (γ) kaum unterdrückt: Medium für Photonen durchsichtig
γ wechselwirken nur elektromagnetisch nicht mit starker WW
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Jet-Quenching
dNAA /dpt
Vergleich zu Proton-Proton-Stößen: RAA = Ncoll
dNpp /dpt
RAA < 1 für große pt : Jets durch Medium abgebremst
[W. A. Horowitz, M. Gyulassy, arXiv:1107.2136v1 [hep-ph]]
Energieverlust: elastische Streuung und Gluonabstrahlung (QCD)
Dichte des Mediums > ρkrit !
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28 / 39
Chirale Symmetrie
qq-excitations of the QCD vacuum
Energy (MeV)
f1 (1420)
a1 (1260)
f1(1285)
φ (1020)
f0 (400-
ρ (770)
ω (782)
1200)
P-S, V-A splitting
in the physical vacuum
−Im ΠV,A/(πs) [dim.−less]
u- und d-Quarks leicht“: mu,d ' 5-10 MeV/c 2 .
”
QCD näherungsweise symmetrisch unter chiraler Symmetrie (χS)
hq̄qivac 6= 0 ⇒ χS spontan gebrochen
Nambu-Goldstone-Theorem: ≈masselose (pseudo-)skalare Bosonen:
mπ ' 140 MeV/c 2 mN ' 940 MeV/c 2
0.08
V [τ −> 2nπ ντ]
A [τ −> (2n+1)π ντ]
ρ(770) + cont.
a1(1260) + cont.
0.06
0.04
0.02
π (140)
00
1
2
2
3
s [GeV ]
data: ALEPH Collaboration
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29 / 39
Woher kommt die Masse?
Nukleonen (Protonen und Neutronen) bestehen aus
up- und down-Quarks
Nackte Masse“ (vom Higgs-Mechanismus)
”
up-Quark: Ladung +2/3, Masse mu = 3 MeV/c 2
down-Quark: Ladung −1/3, Masse md = 6 MeV/c 2
Elektron: Ladung −1, Mass me = 0.5 MeV/c 2
ABER: Nukleonen-Masse mp ' mn ' 940 MeV/c 2
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Das QGP am LHC
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30 / 39
Konstituentenquarks
baryon
Quarks innerhalb von
Hadronen
meson
Wolke aus Gluonen
Hadronen sind ausgedehnte
Objekte
Konstituentenquark
Mcon ' 350 MeV/c 2
md = 6 MeV/c,
mu = 3 MeV/c
Woher kommt die Konstituentenquarkmasse?
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Das QGP am LHC
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31 / 39
Dynamische Erzeugung von Masse
Starke Kraft bei kleinen Energien sehr stark ⇒ qq̄-Paare formen sich
Paare sind Bosonen! ⇒ können alle im Vakuumzustand sein
(Grundzustand niedrigster Energie)
ungefähr 5 Paare pro fm3 (1 fm = 10−15 m!)
Quarks werden massiv, weil sie sich in nichtleerem Vakuum befinden
Wie können wir das überprüfen?
Können wir das Vakuum verdampfen“?
”
Hendrik van Hees (Goethe-Uni Frankfurt)
Das QGP am LHC
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32 / 39
Das ρ-Meson im Vakuum...
Masse des ρ-Mesons: mρ = 770 MeV/c 2
mρ ≈ 2MKonsituentenquarks
Lebensdauer ungefähr 1.3 fm/c = 3.3 · 10−24 sec
Zerfällt im Inneren des Feuerballs!
Hendrik van Hees (Goethe-Uni Frankfurt)
Das QGP am LHC
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33 / 39
...und im Medium
Modifikation der Pionenwolke, baryonische/mesonische Anregungen
[Chanfray et al, Herrmann et al, Ko et al, Rapp et al, Klingl et al, Post et al, Friman et al, . . .]
B*, a1, K1,...
π
ρ
ρ
ρ
π
N, K, π,...
SPS
ρ(770)
-8
-2
Im Dρ [GeV ]
-Im Dρ (GeV-2)
7
vacuum
T=120 MeV, ρB=0.1 ρ0
T=150 MeV, ρB=0.7 ρ0
T=175 MeV, ρB=2.6 ρ0
6
5
RHIC
-10
9
8
ρ
4
3
2
-6
-4
vacuum
T=120MeV,ρeff=0.21ρ0
ρ(770)
T=150MeV,ρeff=0.41ρ0
T=180MeV,ρeff=0.68ρ0
q=0.3GeV
-2
1
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
M [GeV]
M (GeV)
Verbreiterung der Spektralfunktion; kleine Massenverschiebungen!
Baryoneffekte wesentlich (ρB + ρB̄ , nicht ρB − ρB̄ , relevant!)
verschiedene phänomenologische Modelle konsistent
(γN, γA, πN → ρN)
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Das QGP am LHC
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34 / 39
Das ρ-Meson im Medium
Wie messen wir die ρ-Masse im Inneren des Feuerballs?
messe Pionenpaare aus Zerfall
Energie-Impuls-Erhaltung ⇔ ρ-Masse ( E = mc 2“!)
”
Pionen wechselwirken stark mit dem Medium ⇒ Signal wird zerstört!
Lösung: selten zerfallen ρ’s in ein e + e − - oder µ+ µ− -Paar
e ± und µ± sind Leptonen
nur elektromagnetische und schwache
Wechselwirkung
verlassen Feuerball (nahezu) ungestört
erhalte Masse des ρ-Mesons
im Inneren des Feuerballs!
Hendrik van Hees (Goethe-Uni Frankfurt)
Das QGP am LHC
23. November 2011
35 / 39
Was sagt die Theorie?
ρ-Massenabnahme
Quarkkondensat schmilzt, sonst passiert nicht viel mit dem ρ
Rechnungen zu ρ-Mesonen im heißen Hdrongas
ρ stößt sehr oft mit Teilchen im Medium
ρ erhält sehr breites Massenspektrum ( schmelzendes ρ“)
”
Hendrik van Hees (Goethe-Uni Frankfurt)
Das QGP am LHC
23. November 2011
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Antwort
NA60-Experiment vom SPS@CERN
hochpräzise Messung von µ+ µ− -Paaren (“Dileptonen”)
counts of µ+µ− pairs
2000
central In-In collisions
NA60
Melting ρ
vacuum ρ
drop. mass
1500
“Melting ρ” favored compared to
dropping ρ mass
1000
500
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
M [GeV]
1.2
1.4
[HvH, R. Rapp, Phys. Rev. Lett. 97, 102301 (2006); Nucl. Phys. A 806, 339 (2008)]
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Zusammenfassung
Elementarteilchen und fundamentale Naturgesetze
Naturgesetze ↔ Symmetrien ↔ Erhaltungssätze
Atom → Kern → Nukleonen → Quarks (elementar!)
Quarks immer in Hadronen (Baryonen und Mesonen) gebunden
Starke Kraft ↔ QCD (basiert auf Farbsymmetrie!)
Starke Kraft nimmt mit Stoßenergie ab (asymptotische Freiheit)
Confinement durch QCD nur teilweise verstanden
Relativistische Schwerionenstöße
Erzeugung eines heißen dichten Quark-Gluon-Plasmas (QGP)
Studium des QCD-Phasendiagramms
(Deconfinement, Wiederherstellung der chiralen Symmetrie)
Unterdrückung von Jets mit großem pT ⇒ ρ ρkrit
schnelle Äquilibrierung ⇒ η/s ' 1/(4π) ⇒ nahezu ideales Fluid
Kollektiver elliptischer Fluß (v2 )
skaliert mit Anzahl der Konstituentenquarks ⇒ Quarkrekombination
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Zusammenfassung
Woher kommen die Hadronenmassen?
zusätzliche chirale Symmetrie
im Vakuum spontan gebrochen ⇒ Massenunterschiede zwischen
chiralen Partnern“
”
im Medium (QGP) chirale Symmetrie wiederhergestellt
Massenspektrum der leichten Vektormesonen im Medium meßbar über
Dileptonen-Massenspektren in Schwerionenstößen
Massenverteilung der Hadronen werden im Medium sehr breit
Gehen für T ' Tc in QGP-Massenverteilung über
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