Participação Brasileira no Experimento ALICE do LHC USP-UNICAMP

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1 Participação Brasileira no Experimento ALICE do LHC USP-UNICAMP

2 O Experimento ALICE do LHC Experimento do LHC dedicado ao estudo de colisões entre íons pesados relativísticos Detector: Total weight: 10,000 t Overall diameter: m Overall length: 25 m Magnetic Field: 0.5 T Colaboração: 2 ~ 1000 membros 31 países 111 instituições RENAFAE 21/06/2010

3 Colisões entre íons pesados relativísticos Estudo da matéria nuclear em condições extremas de temperatura e densidade de energia Por que é interessante? Estudo de diferentes fases da matéria nuclear que existiram ou existem no Universo, como o Plasma de Quarks e Glúons (fase primordial do Universo) Investigar propriedades fundamentais da interação forte Estudo na fronteira do conhecimento com grande interesse internacional Grande interesse teórico no Brasil (UFRJ, CBPF, UFRGS, UERJ, UFSC, USP, UNICAMP) 3 RENAFAE 04/12/2009

4 time Colisões entre íons pesados relativísticos Courtesy of S. Bass initial state initial stage pre-equilibrium early stage medium expansion Hadronization chemical freezeout inelastic scatterings stop Decreasing energy density kinetic freezeout elastic scatterings stop Ferramenta para o estudo da matéria nuclear em condições extremas de temperatura e densidade de energia Precisamos compreender essa ferramenta para extrairmos informações fundamentais sobre a matéria nuclear Vários processos estão presentes na evolução da colisão, dificultando bastante essa tarefa 4

5 Long Range Plan (EUA 2007) Frontiers of Nuclear Science The most important scientific challenge for the field in the next decade is the quantitative exploration of the new state of nuclear matter discovered by the RHIC experiments Hard probes are key diagnostic tools of the QGP, for two reasons: their production rates are calculable using the wellestablished techniques of perturbative QCD, and their sizable interactions with the hot QCD medium provide unique and sensitive measurements of its crucial properties. 5 RENAFAE 21/06/2010

6 Long Range Plan (EUA 2007) Frontiers of Nuclear Science The most common hard probes are collimated jets of particles at large angles to the beam. Such jets are usually due to the scattering of gluons or light quarks (up, down, or strange); less frequently, they contain heavy charm or bottom quarks. On occasion, a high-energy prompt photon or a massive bound state of a heavy quark-antiquark pair (quarkonium) will be created. 6 RENAFAE 21/06/2010

7 Long Range Plan (EUA 2007) Frontiers of Nuclear Science The art of heavy-ion experimentation is to identify those measurements that are especially sensitive to properties of the hottest, densest phase of the collision, but their interpretation in terms of the fundamental properties of matter also requires sophisticated modeling of the collision dynamics. The best current approach to such modeling utilizes relativistic ideal hydrodynamics augmented by hadronic Boltzmann transport processes 7 RENAFAE 21/06/2010

8 Grupo de Íons Pesados Relativísticos Brevíssimo histórico: Experiência nas colaborações E864 e E896 do acelerador AGS-BNL e na colaboração STAR do acelerador RHIC-BNL desde 1995 (15 anos) O grupo assumiu importantes responsabilidades e papel de destaque nesses experimentos, tanto em termos de contribuição científica (coordenação de Physics Working Groups) como participação em projetos de instrumentação (coordenação de subprojetos de detectores) Convidados para integrar a Colaboração ALICE em Membros oficialmente aceitos desde Outubro de RENAFAE 21/06/2010

9 Contribuição Científica Qual o impacto da participação brasileira em termos científicos? Estudo das propriedades do Plasma de Quarks e Gluons através da investigação: da produção de núcleos leves e hiper-núcleos, hádrons compostos de quarks estranhos, hádrons compostos de pesados e do estudo de supressão e alterações de jatos de partículas 9 RENAFAE 21/06/2010

10 Contribuição Científica Courtesy of S. Bass initial state initial stage pre-equilibrium early stage medium expansion Hadronization chemical freezeout inelastic scatterings stop 10 RENAFAE time Decreasing energy density kinetic freezeout elastic scatterings stop Medidas de γ diretos Medida da E T da colisão Espalhamento duro de partons (jatos) Flow de quarks pesados (e - ) Produção de J/ψ Hádrons estranhos (K 0 s, Λ, Ξ e Ω) Produção de núcleos leves e híper-núcleos 04/12/2009

11 Colaborações Científicas Produção de Hádrons Estranhos IN2P3, Strasbourg, França Produção de Quarks Pesados Yale University, EUA Produção de Jatos e Fótons diretos Lawrence Berkeley National Laboratory, EUA INFN, Frascati, Itália 11 RENAFAE 21/06/2010

12 Instrumentação/Tecnologia Participação em projeto de instrumentação Calorímetro Eletromagnético do ALICE (EMCal) O grupo possui experiência com o Calorímetro Hadrônico do experimento E864 do AGS-BNL e com o Calorímetro Eletromagnético do experimento STAR-BNL Ativa participação na elaboração do Physics Performance Report do Calorímetro Eletromagnético do ALICE entregue ao DOE americano Elaboração de software de serviço (trigger) e estudo do desempenho do detector Consequência: contínuo desenvolvimento de know-how em calorímetria que poderá resultar em futuros projetos de hardware 12 RENAFAE 21/06/2010

13 Instrumentação/Tecnologia Contribuição para esforço computacional do ALICE, via GRID: Trabalho pioneiro iniciado em 2005 ( Sao Paulo Joins STAR GRID - Participação no processamento dos dados coletados pelo experimento criando um centro regional do GRID do ALICE em São Paulo Importante oportunidade para se aproveitar a infra-estrutura física e humana já disponível na USP Certificação do site da USP no GRID pelo ROC-LA Consequência: aprendizado e disseminação de uma nova tecnologia que pode ser aplicada em muitas áreas do conhecimento 13 RENAFAE 21/06/2010

14 Grupo de Íons Pesados Relativísticos Nome Afiliação Qualificações M&O Alejandro Szanto de Toledo USP Pesquisador 1A Sim Airton Deppman USP Pesquisador 1D Sim Alexandre A. P. Suaide USP Pesquisador 2 Sim Jun Takahashi UNICAMP Pesquisador 2 Sim Marcelo G. Munhoz USP Pesquisador 2 Sim Mauro Cosentino UNICAMP Pos-doc FAPESP (bolsa até 2011) Sim 14 RENAFAE 21/06/2010

15 Contribuição Científica 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 Medidas de γ diretos A. Deppman Medida da E T da colisão M. G. Munhoz Espalhamento duro de partons (jatos) A. Deppman, A. Suaide, M. G. Munhoz Flow de quarks pesados (e - ) A. Suaide Produção de J/ψ A. Suaide, M. G. Munhoz, M. Cosentino Hádrons estranhos (K 0 s, Λ, Ξ e Ω) J. Takahashi Produção de núcleos e hípernúcleos A. Szanto de Toledo 15 RENAFAE 04/12/2009

16 Grupo de Íons Pesados Relativísticos Nome Alejandro Szanto de Toledo Airton Deppman Alexandre A. P. Suaide Jun Takahashi Marcelo G. Munhoz 7 alunos de pós-graduação Mauro Cosentino Atividades Paralelas Team Leader EMCal GRID Deputy Team Leader EMCal Deputy Team Leader EMCal GRID EMCal 16 RENAFAE 21/06/2010

17 Formação de Recursos Humanos Nome Afiliação Status Orientador Bárbara Smilgys UNICAMP Mestranda J. Takahashi David D. Chinellato Denise A. M. de Godoy USP UNICAMP Doutorando J. Takahashi Doutoranda A. Suaide Evandro de Andrade II USP Mestrando A. Deppman Gabriel O. V. de Barros USP Doutorando M. Munhoz Isaac S. de A. O. Sena USP Mestrando A. Deppman Marcel A. S. Figueredo USP Doutorando M. Munhoz Renato C. Borges USP Treinamento Técnico M. Munhoz A. Suaide 17 RENAFAE 21/06/2010

18 Formação de Recursos Humanos Nome Afiliação Status Orientador Alisson F. Moraes UNICAMP IC - CNPq J. Takahashi Bárbara Ferreira USP IC - CNPq A. Suaide Caio E. F. Lima USP IC - CNPq M. Munhoz Camila de Conti USP IC M. Munhoz Elienos P. de O. Filho USP IC - FAPESP A. Suaide Pedro Ishida USP IC - FAPESP M. Munhoz Thiago V. Acconcia UNICAMP IC J. Takahashi Rafael Cavina USP IC A. Szanto Ricardo R. Da Silva USP IC - USP A. Deppman 18 RENAFAE 21/06/2010

19 Perspectivas (2010/2011) Intensificar participação nas análises dos dados tomados em 2009/2010 Intensificar contribuição ao EMCal do ALICE Software de análise e controle (trigger) Intensificar participação no GRID do ALICE Contratação de técnico dedicado na USP (Junho/2010) Previsão de novos pesquisadores e novos alunos de pósgraduação no grupo Prof. Nelson Carlin da USP contribuição em instrumentação Dois novos alunos na USP Dois novos alunos na UNICAMP 19 RENAFAE 21/06/2010

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