Participação Brasileira no Experimento ALICE. Marcelo Gameiro Munhoz - IFUSP
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1 Participação Brasileira no Experimento ALICE Marcelo Gameiro Munhoz - IFUSP
2 The LHC and its experiments ALICE: study matter at high energy density 2 RENAFAE 02/12/2008
3 O Diagrama de fase da QCD Early universe Temperature T c critical point? nucleon gas quark-gluon plasma hadron gas nuclei colour superconductor CFL vacuum ρ 0 baryon density Neutron stars 3 RENAFAE 02/12/2008
4 Relativistic Heavy Ion Collisions Describe the dynamics of a relativistic heavy ion collision: access to fundamental QCD processes. Possible scenario: Courtesy of S. Bass initial state initial stage pre-equilibrium early stage medium expansion Hadronization chemical freezeout inelastic scatterings stop time Decreasing energy density kinetic freezeout elastic scatterings stop
5 Relativistic Heavy Ion Collisions Courtesy of S. Bass time Decreasing energy density Early stage: is it a thermalized system with partonic degrees of freedom? How can it be described?
6 Relativistic Heavy Ion Collisions Courtesy of S. Bass time Decreasing energy density How does the hadronization can be described? Does a simple coalescence picture fit the data?
7 Relativistic Heavy Ion Collisions Courtesy of S. Bass time Decreasing energy density How does the freeze-out of the system occur? Are there two separated freeze-outs? Does the system reach equilibration?
8 Colaboração ALICE ~ 1000 membros ~30 Países ~100 Institutições ~ 150 MCHF custo de capital (+ imã de graça) India Armenia Ukraine Mexico JINR Russia Netherlands Hungary UK Greece Sweden Romania Spain/Cuba Japan South Africa USA China Croatia Poland Norway Slovak Rep. Czech Rep. Brazil Korea CERN Denmark Italy France Germany Finland 8 RENAFAE 02/12/2008
9 Colaboração ALICE Total weight: 10,000 t Overall diameter: m Overall length: 25 m Magnetic Field: 0.5 T 9 RENAFAE 02/12/2008
10 Grupo de Íons Pesados Relativísticos Instituto de Física da Universidade de São Paulo Prof. Alejandro Szanto de Toledo (Team Leader) Prof. Marcelo G. Munhoz (Deputy Team Leader) Prof. Alexandre A. P. Suaide 2 Pos-docs 6 Alunos Instituto de Física Gleb Wataghin da Universidade Estadual de Campinas Prof. Jun Takahashi (Deputy Team Leader) 2 Pos-docs 3 Alunos 10 RENAFAE 02/12/2008
11 Grupo de Íons Pesados Relativísticos Experiência na colaboração STAR do acelerador RHIC-BNL desde 1995; Convidados para integrar a Colaboração ALICE em Membros oficialmente aceitos desde Outubro de 2006; Trabalho de transição do RHIC para o LHC e início de um engajamento efetivo na colaboração ALICE durante o ano de 2007 e 2008; 11 RENAFAE 02/12/2008
12 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. 2 - Participação no Calorímetro Eletromagnético: participar da elaboração de software de serviço para o recémaprovado 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; 12 RENAFAE 02/12/2008
13 Estudo da produção de estranheza Production mechanism at early stage 13 J. Rafelski, B. Müller, PRL 48 (1982), 1066 Hadron Gas more energy is necessary to produce strange hadrons π + N Λ+ K (Q=530 MeV) QGP gluons contribute to s quark production g+ g s+ s (Q 2m s 300 MeV) Strangeness enhancement!
14 Estudo da produção de estranheza Medium interaction - strangeness is abundantly produced in relativistic heavy ion collisions: It can probe the thermalization of the system; It can bring important information about the hadronization; It plays an important role determining the freeze-out properties. 14
15 Estudo da produção de estranheza Participação na análise dos primeiros dados a serem tomados em 2009 (Gustavo Valdiviesso) Exemplo: cálculo da eficiência de reconstrução de mésons K 0 short e bárions Λ 15 RENAFAE 02/12/2008
16 How to probe the medium? Calibrated probe Check the modifications hadrons leading particle hadrons leading particle suppressed q q q q hadrons leading particle hadrons leading particle suppressed Podemos usar quarks pesados (charm e bottom) como pontas de prova
17 Quarks pesados como pontas de prova Quarks pesados fragmentam em mésons que por sua vez decaem em elétrons A interação com o meio formado na colisão de núcleos pesados pode ser estudada através da comparação com colisões p+p R AA 2 AA d N / dpt dη ( pt ) = 2 NN T d σ / dp dη AA Binary collision scaling T p+p reference 17 RENAFAE 02/12/2008
18 Quarks pesados como pontas de prova Os dados do RHIC mostram grande supressão de elétrons em colisões centrais de Au+Au Qual mecanismo explica esta perda de energia? 18 RENAFAE 02/12/2008
19 Correlações elétron-hádron Participação no PPR do EMCal; Mésons B e D possuem cinemática de decaimento differentes; Essa diferença pode ser usada para identificar a contribuição de quarks charm e bottom nos dados. B D 19 RENAFAE 02/12/2008
20 b-jet tagging Identificação do espalhamento duro de quarks bottom (Mauro Cosentino e Alberto Lozea) Estudo do parâmetro de impacto de elétrons para identificar mésons B que possuem uma meia-vida mais longa. 20 RENAFAE 02/12/2008
21 Calorímetro Eletromagnético do ALICE Nosso grupo de pesquisa tem ampla experiência em projetos de montagem e operação de calorímetros em experimentos de íons pesados relativísticos; O projeto do EMCal do ALICE é liderado pelo Prof. Thomas Cormier da Wayne State University, EUA, colaborador do nosso grupo a muitos anos ; A construção desse detector já está em um avançado estágio de desenvolvimento, portanto, nossa contribuição será no desenvolvimento de software de serviço, necessários para o controle, monitoramento e calibração do detector 21 RENAFAE 02/12/2008
22 ALICE EMCal Lead-scintillator sampling calorimeter η <0.7, φ=110 o 22 RENAFAE 02/12/2008
23 ALICE EMCal 23 RENAFAE 02/12/2008
24 ALICE EMCal 24 RENAFAE 02/12/2008
25 ALICE EMCal Software do experimento ALICE baseado em programação orientada a objeto no ambiente ROOT; Tarefas em termos de software: Simulação do detector; Event Display; Reconstrução dos dados brutos ; Identificação de pontos de incidência de partículas (hit clusters); Calibração em energia; Calibração espacial e Alinhamento; Combinação de pontos no calorímetro com trajetórias reconstruídas em outros detectores (track-matching); 25 RENAFAE 02/12/2008
26 Participação no GRID do LHC Contribuição para esforço computacional do ALICE, via GRID: providenciar a criação de um centro de processamento do GRID do ALICE na Universidade de São Paulo; Com recursos concedidos pela FAPESP, um cluster de computadores já foi adquirido e conta com 104 processadores com 1 Gb de memória RAM por processador e 10 Tb de espaço de armazenamento; Colaboração com CBPF (Ignácio Bediaga et. al.) e UNESP (Sérgio Novaes et. al.) Esse cluster corresponderá a uma contribuição significativa para a colaboração ALICE. 26 RENAFAE 02/12/2008
27 Plano de Gastos para 2009/2010 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, para duplicar a capacidade Missões científicas Viagens dos vários membros do grupo para participação na tomada de dados e reuniões de colaboração; Manutenção e Operação (M&O) 27 RENAFAE 02/12/2008
28 Considerações Finais Grupo relativamente pequeno e jovem; 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; Contribuições para a primeira publicação sobre estranheza e PPR do EMCal; Primeiros passos importantes e concretos para entrada no GRID e contribuição ao ALICE; Recursos da RENAFAE serão fundamentais para o efetivo engajamento do grupo no experimento ALICE. 28 RENAFAE 02/12/2008
29 Plano de Gastos para 2009/2010 Custo de Capital Ano Criação de um Cluster de computadores na UNICAMP para inclusão no GRID do ALICE Custo (R$) Ampliação do cluster de computadores já existentes na USP, para duplicar a capacidade. Total , , , , , ,00 29 RENAFAE 02/12/2008
30 Plano de Gastos para 2009/2010 Missões científicas Viagens dos vários membros do grupo para participação na tomada de dados e reuniões de colaboração; Foi tomado como base o preço de uma passagem área SP- Genebra-SP de US$1500,00 e valores de diárias do CNPq de US$2700,00 por 30 dias Ano Custo (R$) Quantidade Passagens Diárias Total , , , , , ,00 30 RENAFAE 02/12/2008
31 Plano de Gastos para 2009/2010 Manutenção e Operação (M&O) Para cumprir com o Memorando de Entendimento do Brasil no experimento ALICE, para o ano de 2009 e 2010, será necessário cobrir um custo de ,00 CHF (Francos suíssos) por pesquisador, totalizando portanto 8x12.000,00 = ,00 CHF por ano, que corresponde a R$ ,00 por ano. 31 RENAFAE 02/12/2008
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