Katarzyna Grebieszkow

Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej
Pracowania Reakcji Ciężkich Jonów (HIRG)

Fizyka zderzeń ciężkich jonów

Semestr letni 2011/2012

piątek 12.15-14.00, sala 116 GF

Rys. Symulacja UrQMD

Wykłady:

Wykład 1 - Po co nam wysokie energie? Używane skale i jednostki. Cząstki elementarne. Klasyfikacja cząstek.
Wykład 2 - Oddziaływania (wymiana wirtualnego nośnika), prawa zachowania, diagramy Feynman'a. Głęboko-nieelastyczne rozpraszanie e+N, neutrino+N, produkcja jetów hadronowych, funkcje struktury.
Wykład 3 - Model Standardowy i unifikacja oddziaływań. Interdyscyplinarność relatywistycznych zderzeń ciężkich jonów. Zmienne kinematyczne (pL, pT, y, eta, mT, xF).
Wykład 4 - Akceleratory, detektory i układy detektorów w fizyce zderzeń ciężkich jonów, akceptancja detektora. Identyfikacja cząstek.
R. Sarnecki "Budowa i działanie detektorów cząstek elementarnych"
Wykład 5 - Produkcja cząstek w zderzeniach nukleon+nukleon (N+N), przekroje, krotności. Modele produkcji cząstek (kaskadowe, strunowe).
Wykład 6 - Zderzenia jądro+jądro (A+A), model Glaubera, parametr zderzenia, centralność, spektatorzy i partycypanci, model zranionych nukleonów. Charakterystyki globalne (rozkłady ET, krotności) oraz kinematyczne (pT, y) produkcji cząstek w zderzeniach A+A.
Wykład 7 - Podstawy chromodynamiki kwantowej, stała sprzężenia oddziaływań silnych, asymptotyczna swoboda. Plazma kwarkowo-gluonowa. Diagram czasowo-przestrzenny ewolucji zderzenia ciężko-jonowego (tzw. Model Małego Wybuchu). Model worka.
Wykład 8 - Model Wielkiego Wybuchu. Diagram fazowy silnie oddziałującej materii. Rachunki na sieciach na warunki przejścia fazowego, gęstość energii w funkcji temperatury. Rząd przejścia fazowego i punkt krytyczny na diagramie fazowym.
Wykład 9 - Model hydrodynamiczny Bjorkena i gęstość energii. Model Hagedorna (+ ekspansja) oraz model blast-wave do wyznaczania temperatury wymrożenia termicznego. Temperatura wymrożenia chemicznego i barionowy potencjał chemiczny z modelu gazu hadronowego.
Wykład 10 - Podstawowe sygnatury plazmy kwarkowo-gluonowej: 1. Produkcja fotonów bezpośrednich 2. Produkcja par leptonów (dileptonów) o małych masach 3. Tłumienie powabu (ekranowanie Debye'a) 4. Wzmocnienie produkcji dziwności 5. Produkcja cząstek w Modelu Statystycznym Wczesnej Fazy (SMES).
Wykład 11 - Efekty kolektywne - przepływ (skierowany, eliptyczny). Femtoskopia hadronów i rozmiary źródeł.
Wykład 12 - Fluktuacje dynamiczne i korelacje (krotność cząstek, stosunki cząstek, pęd poprzeczny, flow).
Wykład 13 - Produkcja jetów w zderzeniach jądrowych: 1. Czynnik modyfikacji jądrowej. 2. Korelacje dwu-cząstkowe w kącie azymutalnym.
Słowo na zakończenie czyli nie całkiem serio podsumowanie cyklu wykładów (uwaga: rysunki nakładają się na siebie, należy oglądać jako pokaz slajdów).

Uwaga: z powodu sporych różnic między kolejnymi wersjami OpenOffice oraz różnic w OpenOffice pomiędzy różnymi dystrybucjami Linuxa, na stronie www umieszczam wersje pdf-owe wykładów. Jakość rysunków po konwersji bywa czasami dużo gorsza niż oryginałów. Jeśli ktoś ze słuchaczy wykładu chciałby wykorzystać rysunki w swoich prezentacjach lub pracach - proszę o kontakt bo będę mogła dostarczyć ich lepsze jakościowo wersje.

Literatura:

T. Pawlak - wykłady "Wstęp do fizyki jądrowej".
A. K. Wróblewski - wykłady "Fizyka cząstek elementarnych i wysokich energii" ; IV rok Wydział Fizyki UW.
Przygoda z cząstkami - bardzo kolorowa i zabawna witryna o Modelu Standardowym, z której wbrew pozorom korzystają nie tylko dzieci ;-) Zawiera wersję polską i angielską.
Elektroniczna bibioteka z publikacjami (arXiv) - prace teoretyczne i doświadczalne.
D. H. Perkins "Wstęp do fizyki Wysokich Energii" PWN 2004 (lub wydania angielskie).
E. Skrzypczak, Z. Szefliński "Wstęp do Fizyki Jądrowej i Cząstek Elementarnych".
Cheuk-Yin Wong "Introduction to High-Energy Heavy-Ion Collisions" World Scientific (1994).
J. Bartke "Introduction to Relativistic Heavy Ion Physics" World Scientific (2009).
W. Florkowski "Phenomenology of Ultra-Relativistic Heavy-Ion Collisions" World Scientific (2010).
J. Kapusta, B. Muller, J. Rafelski "Quark-Gluon Plasma. Theoretical Foundations".
F. Close "Kosmiczna Cebula" - popularno-naukowa.
Szkoła Fizyki Wysokich Energii dla doktorantów (European (CERN-JINR) School of High Energy Physics); wykłady zarówno z fizyki wysokich energii jak i zderzeń ciężkich jonów.
Particle Data Group - m.in. tablice cząstek elementarnych.
M. Słodkowski - wykład "Modelowanie Procesów jądrowych".

Animacje UrQMD zderzeń ciężkich jonów przy różnych energiach.

Publikacje:

Lista przeglądowych publikacji (lub tzw. pre-printów) o fizyce zderzeń ciężkich jonów lub/i fizyce wysokich energii:

A. D. Martin arXiv:0802.0161 - struktura protonu, QCD, stała sprzężenia oddziaływań silnych.
C. Diaconu arXiv:0711.1891 - DIS przy akceleratorze HERA (praca szczególnie polecana).
D. Banerjee, J. K. Nayak, R. Venugopalan arXiv:0810.3553 - wykład o QCD i o ciężkich jonach (z QM2008).

U. Heinz arXiV:0805.4572 - od SPS do RHIC (historia ciężkich jonów).
H. R. Schmidt, J. Schukraft - dość stara (ale sztandarowa) publikacja o fizyce zderzeń ciężkich jonów (1992 rok).
S. Mrówczyński Quark-Gluon Plasma - co to jest plazma kwarkowo-gluonowa (krótkie i ciekawe wyjaśnienie; praca z 1999 roku).
L. Maiani - wystąpienie na QM2005.
P. Braun-Munzinger hep-ph/0402291 - QGP.
M. Lisa "Size Matters" - praca głównie o femtoskopii.
D. d'Enterria nuxl-ex/0611012 - Materia kwarkowo-gluonowa.
M. J. Tannenbaum nucl-ex/0702028 - fizyka ciężkich jonów przy RHIC.
R. G. de Cassagnac arXiv:0707.0328 - Jaka jest materia przy RHIC?
C. Pajares hep-ph/0612054 - o sygnałach "uwolnienia".
D. d'Enterria nucl-ex/0608049 - od RHIC do LHC.
M. J. Tannenbaum nucl-ex/0603003 - od nowego stanu materii do idealnej cieczy (porównanie SPS i RHIC).
M. J. Tannenbaum arXiv:0707.1679 - rozpraszanie twarde w PHENIX; arXiv:0906.0745 - wyniki PHENIX'a.
M. J. Tannenbaum arXiv:0707.1706 - jety od RHIC do LHC.
T. K. Nayak arXiv:0706.2708 - przegląd rezultatów analiz typu event-by-event.
N. Borghini, U. A. Wiedemann arXiv:0707.0564 - przewidywania dla ciężko-jonowego programu przy LHC.
Kolaboracja NA49 arXiv:0710.0118 - produkcja K/pi a energia przejścia fazowego przy SPS.
B. Muller arXiv:0710.3366 - od QGP do idealnej cieczy (wykład na szkole teoretycznej).
F. Gelis arXiv:0711.4947 - niektóre aspekty zderzeń ciężkich jonów.
P. Braun-Munzinger, J. Wambach arXiv:0801.4256 - diagram fazowy silnie oddziałującej materii.
W. A. Zajc arXiv:0802.3552 - płynna natura QGP.
H. Satz arXiv:0803.1611 - termodynamika kwarków i gluonów (praca szczególnie polecana) .
T. K. Nayak arXiv:0804.1368 - QGP obecnie i w przyszłości.
T. Hirano i inni arXiv:0808.2684 - Hydrodynamika i Flow (wykład z 2008 roku).
R. Stock arXiv:0807.1610 - relatywistyczne zderzenia jądro+jądro i diagram fazowy QCD (praca szczególnie polecana).
M. Kliemant, R. Sahoo, T. Schuster, R. Stock arXiv:0809.2482 - globalne własności QGP (praca szczególnie polecana! Zawiera m.in. definicje podstawowych zmiennych w HIP).
R. Pisarski arXiv:0810.4585 - wyniki eksperymentów przy RHIC.
A. A. Isayev arXiv:0810.4762 - fizyka w ALICE.
R. S. Bhalerao, R. V. Gavai arXiv:0812.1619 - ciężkie jony przy LHC.
R. D. Pisarski arXiv:0810.4585 - obfitość eksperymentalna przy RHIC (praca szczególnie polecana).
R. Nouicer arXiv:0901.0910 - tworzenie gęstej materii partonowej przy RHIC.
G. Paic arXiv:0901.1884 - czego (nie)nauczyliśmy się ze zderzeń ciężkich jonów.
D. d'Enterria arXiv:0902.2488 - tłumienie jetów.
T. Nayak, B. Sinha arXiv:0904.3428 - poszukiwanie i badanie QGP przy LHC.
R. Stock arXiv:0909.0601 - diagram fazowy QCD.
M. Gaździcki, M. Gorenstain, P. Seyboth arXiv:1006.1765 - przejście fazowe w A+A (praca szczególnie polecana).
M. J. Tannenbaum arXiv:1006.5701 - wyniki z RHIC i implikacje dla LHC.
M. J. Tannenbaum arXiv:1201.5900 - nowości z RHIC.
L. Ruan arXiv:1007.2882 - przegląd fizyki przy RHIC.
A. Dainese arXiv:1012.4038 - przegląd fizyki zderzeń ciężkich jonów.
H. Satz arXiv:1101.3937 - plazma kwarkowo-gluonowa, krótki wstęp.
B. Mohanty arXiv:1102.2495 - odkrywanie QCD poprzez badanie zderzeń jądrowych (praca szczególnie polecana).
A. Dainese arXiv:1106.1341 - pierwsze wyniki ALICE przy LHC.
B. Wysłouch arXiv:1107.2895 - przegląd wyników ze zderzeń Pb+Pb przy LHC (eksperyment CMS).
I. Selyuzhenkov arXiv:1109.1654 - ostatnie wyniki ze zderzeń ciężkich jonów przy LHC i RHIC (praca szczególnie polecana).
J. W. Harris arXiv:1111.4651 - wyniki z ALICE.
J. Schukraft arXiv:1112.0550 - wyniki z pierwszych wiązej jonowych przy LHC (praca szczególnie polecana).
T. Nayak arXiv:1201.4264 - wyniki z LHC.
B. Muller, J. Schukraft, B. Wysłouch arXiv:1202.3233 - praca przeglądowa z wynikami ze zderzeń Pb+Pb przy LHC (praca szczególnie polecana).

C. Lippmann arXiv:1101.3276 - sposoby identyfikacji cząstek.

Forma zaliczenia:

Odpowiedź ustna. Pytania losowane będą z podanej listy .
Szczegóły techniczne "maszyny losującej" można znaleźć tutaj.

Jak mnie znaleźć:

Wydział Fizyki PW
Pracowania Rekacji Ciężkich Jonów (HIRG)
Koszykowa 75, PL-00-662 Warszawa
pokój 117b, I piętro (wejście przez 115)
telefon (+48 22) 234 58 51
e-mail: Katarzyna.Grebieszkow@if.pw.edu.pl
(kperl@if.pw.edu.pl)