Processus dur

Approche des processus durs dans le
générateur d'événements EPOS
Sarah Porteboeuf
K.Werner
Rencontre des Particules 2008
Feuille de route
Tour d’horizon : Contexte Scientifique et Motivation
Un peu plus près : les générateurs d’événements et EPOS
Au cœur du voyage : les processus durs dans le cadre
d’EPOS
Les souvenirs : conclusions et perspectives
Le plasma de Quarks et de Gluons
Etat supposé de la matière quelques
instants après le Big Bang
Déconfinement: les Quarks et les
gluons n’appartiennent pas à un
nucléon spécifique
Collision Proton-Proton
Les JETS
Impulsion Transverse
PT  (PX2Py2)
JETS = Flux collimatés de particules
Processus dur :
• collision entre deux partons du
type 22
• production de particules à haute
impulsion transverse
• application de la QCD
perturbative pour le calcul de
Jet Quenching
section
efficace.: modification des
propriétés du jet s’il traverse le QGP
Un générateur d’événement :
C’est quoi ?
• Un Code informatique qui tente de simuler la production de particules
dans les collisions
• Avec pour but : 1 événement = une collision
• Objectif : avoir une simulation numérique qui reproduise les observables
expérimentales : multiplicité des particules, natures, énergies, impulsions
A quoi ca sert ?
• Valider le modèle sur lequel est basé le code
•
Calibrage des détecteurs, prévisions
• Analyse des résultats expérimentaux, reconstruction de données
EPOS
Energy conserving quantum mechanical multiple scattering approach
Based on
Partons, parton ladders, strings
Off-shell remnants
Splitting of parton ladder
EPOS, LE MODELE
Approche des interactions multiples par la mécanique quantique,
basée sur les partons et les cordes.
Calcul des sections efficaces et production de particules dans le
même formalisme, qui prend en compte la conservation de
l’énergie.
Traitement attentif des restes des projectiles et cibles
Contiens des effets nucléaires : branchements d’échelles de partons
(screening)
Forte densité : traitement des effets collectifs d’un “core” dense
EPOS, LE MODELE
Echelle de Partons : interactions molle ou dure
Interactions Multiples : échange d’échelles de partons en parallèle avec
conservation de l’énergie
HIC @ RHIC
dAu
Cf. talk klaus Werner, “HIC at LHC, last call for prediction”
Interaction Multiple et conservation de l’énergie
Dans le modèle des partons : théorème de factorisation : pour les sections efficaces
inclusives :
ppq q dx1 dx2 dtˆf (x ,Q2)f (x ,Q2) dˆˆ
3 4
1
1
2
L’interaction se resume à 1 schéma et on utilise des
PDF: fonction de distribution de partons
Dans EPOS : on traite explicitement les interactions
multipes avec conservation de l’énergie : calcul des
sections efficaces totales et partielles
I1
I2
I3
I4
2
dt
Echelle de Partons
Proba d’une
interaction au Distibution de moment du
QCD perturbative, section
paramètre
parton (i,j) dans la partie efficace parton-parton (modèle Entré de l’échelle,
d’impact b
soft
des partons)
proba d’avoir parton
avec x+b 2
1
1
h1h 2
 


i

j
 ij
 
2 h1

h2

ˆ
Gsea
(
x
,
x
,
s
,
b
)

dz
dz
E
(
z
)
E
(
z
)

(
z
z
s
,
Q
)
F
(
x
)
F
(
x
)
 sea
0 part
part
   soft soft hard
0
0
h1
i, j
X+
Esoft(z+)
σ
h2
hard
Esoft(z-)
X-
1
4
h1h 2
soft
1
z z
e
1h 2
4 hsoft
1
 
z z
Comment simuler des Processus Durs à haut Pt
Problématique : § traitement des interactions multiples avec conservation de l’énergie
§ réelle emission étape par étape
Mais : si on veut des processus très dur : événement rare : doit faire beaucoup de
simulation pour les obtenir
Très important dans le formalisme : garder les interactions multiples : distributions des
X+- à l’entré de l’échelle
Changer le traitement de l’échelle : remplacer la partie simulation par un traitement
annalytique
Permetra de générer des partons de haut Pt en controlant la distribution xIB
WORK IN PROGRESS
Conclusions et perspectives
Importance des générateurs d’événements dans les collisions
d’ions lourds à très haute énergie (LHC)
Importance des collisions pp
Importance des processus durs dans les collisions proton-proton et
ions lourds (application aux jets et jets-quenching)
EPOS permet de traiter effectivement les interactions multiples
avec conservation de l’énergie : traitement des processus dur dans
ce cadre
Tentative pour générer les processus durs : mixte simulation/
annalytique : Obtenir des événements rares de façon rapide
Merci de votre attention
Generation de l’echelle de partons
Processus iteratif : determination des émissions successives
h1
X+,Q0+
1ere emission
z1
z1
z2
σhard
σhard
(S,Q1+,Q0-)
(S,Q2+,Q0-)
X-,Q0h2
 hard   ord
P(emission superieur ) 
 hard
Elaboration de test
Calcul annalytique directe des distributions du nombres de pomeron (échelle) en
fonction des jeux de variables : (X_PE+-, X_IB+-)
d ij  
dnsemi
1


 
k

l

 
ki , M 
lj , M

 F ( xPE ) F ( xPE ) dx dx  Esoft ( x ) Esoft ( x )
dz dz dt  EQCD ( z ) EQCD ( z )
( x x s, t )



dxPE dxPE
 inel
dt
kl
ij
d ij
dnsemi
1
M

M


dt  f i ( xIB ) f  j ( xIB )
( s, t )



dxIB dxIB  inel
dt
ij
avec
f
M ,i

  F   E
k
k
soft
E
ki , M
QCD
EPOS
Gribov Regge Theory
Traite les interactions en parallèles:
interactions multiple.
Problème : ne tient pas compte de la
conservation de l’énergie pour le calcul
de section efficace.
Parton Model
Permet de calculer les section efficaces
hadrons-hadrons
comme
résultant
d’interactions parton-parton.
Inconvénients : interactions multiples
cachées dans la formule “globale”
Parton based Gribov-regge Theory
Jonction entre le modèle des partons et Gribov-Regge theory.
Permet de traiter les interactions multiples correctement en tenant compte de la
conservation de l’énergie et en calculant correctement le processus dur.
EPOS, générateur de vrais événements, étude de toutes les étapes de
la collision.