Titlu 1

SESIUNEA STIINTIFICA ANUALA

A PROGRAMULUI CERES

( 2 – 3 decembrie 2002)

Experimentul BRAHMSBroad Range Hadron Magnetic Spectrometers

Colaborare internationala a peste 50 de cercetatori. Un sistem avansat de detectie pentru:

•Explorarea si intelegerea Ciocnirilor nucleare relativiste.•Descrierea materiei nucleare in conditii de extreme Search for the Quark.•Studiul formarii plasmei de cuarci si gluoni intr-un domeniu cinematic larg.

• BRAHMS determina:

•Hadronii incarcati in intervale unghiulare mari, cu o rezolutie foarte buna in masuratorile de impuls.•Energia disponibila formarii plasmei de cuarci si gluoni, extrasa din distributiile barionilor.•Producerea particulelor cu stranietate.•Distributii de multiplicitate ale particulelor produse.•Dinamica, Forma si Volumul zonei de interactie.

Experimentul BRAHMS este alcatuit din doua spectrometre hadronice care detecteaza particulele produse in ciocnirile nucleare ale ionilor de Au + Au la energii 130 AGeV si 200 AGeV in sistemul centrului de masa.

BRAHMS este unul din cele 5 experimente care se desfasoara la Coliderul de ioni grei relativisti (RHIC) de la Laboratorul National Brookhaven – New York(BNL)

The BRAHMS Collaboration I.G. Bearden7, D. Beavis1, C. Besliu10, Y. Blyakhman6,J. Bondorf7, J.Brzychczyk4, B. Budick6,

H. Bøggild7, C. Chasman1, C. H.Christensen7, P. Christiansen7, J.Cibor4, R.Debbe1, D. Felea13, J. J. Gaardhøje7,

K. Grotowski4, K. Hagel8, O. Hansen7, H. Heiselberg7, A. Holm7, A.K. Holme12, H. Ito11, E.Jacobsen7,

Jipa10, J. I. Jordre10, F. Jundt2, C. E. Jørgensen7, T.Keutgen9, E. J. Kim5, T. Kozik3, T.M.Larsen12, J. H. Lee1, Y. K.Lee5, G.

Løvhøjden2, Z. Majka3, A. Makeev8, B. McBreen1, M. Murray8, J.Natowitz8, B.S.Nielsen7, K. Olchanski1, D. Ouerdane7,

R.Planeta4, F.Rami2, C.Ristea13, D.Roehrich9,

B. H. Samset12, S. J. Sanders11, R.A.Sheetz1, Z.Sosin3, P. Staszel7,T.S. Tveter12,

F.Videbæk1, R.Wada8 and A.Wieloch3, S.Zgura13.

1Brookhaven National Laboratory, USA, 2IReS and Université Louis Pasteur, Strasbourg, France, 3Jagiellonian University,

Cracow, Poland, 4Institute of Nuclear Physics, Cracow, Poland, 5Johns Hopkins University, Baltimore, USA, 6New York

University, USA,

7Niels Bohr Institute, Blegdamsvej 17, University of Copenhagen, Denmark, 8Texas A&M University, College Station. USA,

9University of Bergen, Norway, 10University of Bucharest, Romania, 11University of Kansas, Lawrence,USA, 12 University of

Oslo Norway

13 Institute for Space Sciences, Bucharest, ROMANIA

Detectorul de multiplicitate cu rol de determinare a centralitatii ciocnirii

Detectorii Cerenkov Fascicul – Fascicul – declansatorul de nivel 0 pentru BRAHMS si determina vertex-ul de interactie (1.5 cm)

Spectrometrul FS utilizat in detectie la pseudorapiditati mari

Detectorul Tofw (timp de zbor) – identificarea particulelor

Distributie de vertex caracteristica experimentelor de tip collider (punctul de interactie variaza in limite largi 1-2 m)

În ciocnirile ionilor grei, materia nucleară se poate comprima de 5-10 ori , sau se poate mări densitatea energetică până la câţiva GeV/Fm3 şi ar putea avea loc o tranziţie de fază de la materia nucleară normală la o

nouă formă a materiei, despre care se crede că a existat la câteva

microsecunde după Explozia Primordială. Această nouă formă a materiei

se numeşte plasma de cuarci şi gluoni.

Noi fenomene ale cromodinamicii cuantice non-perturbative pot fi evidentiate la cea mai mare energie disponibila (200 A GeV) la RHIC.

Experimentul BRAHMS (Broad RAnge Magnetic Spectrometers) consta in masurareahadronilor incarcati pentru intervale largi ale rapiditatii si momentuluitransversal pentru studiul mecanismelor de reactie a ionilor grei relativisti la RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider la Brookhaven National Laboratory)

Rapoartele particula/antiparticula (pioni, kaoni, protoni), si in particulardependenta de rapiditate a acestor rapoarte sunt indicatori importanti ai dinamicii ciocnirilor Au-Au la 200 A GeV in sistemul centrului de masa.

Experimentul BRAHMS a masurat rapoartele hadronilor incarcati la energia cea mai ridicata disponibila la RHIC si a gasit cel mai mare raport observat pana acum in ciocniri nucleare.

Se constata ca rapoartele sunt constante in intervalul de psudorapiditate 0-1. Rapoartele sunt bine reproduce de calculele statistice ale modelului in care potentialul chimic barionic scade puternic cu cresterea rapiditatii.

Rapoartele kaonice si protonice sugereaza o relatie universala empirica dintre potentialele chimice ale quark-ului light si strange.

Datele experimentale sunt in concordanta cu predictiile cromodinamicii cuantice si anume modelui parton AMP/HIJING.

Fig. 3 Rapoartele antiparticula/particula in functie de rapiditate. Liniile verticale arata erorile statistice.

Figura 3 arata rapoartele antipion/pion, antikaon/kaon si antiproton/proton ca functii de rapiditate.

Fig. 4: Corelatia dintre rapoartele antiparticula/particulapentru mesonul strange si barion. In mod surprinzator compararea rapoartelorantikaon/kaon si anti proton/ proton pentru un interval larg de rapiditati sienergii de coleziune arata o remarcabila corelatie.Rapoartele sunt masurate pentru rapiditati usor diferite.

Figura evidentiaza relatia dintre AGS si SPS la RHIC si anume raportul antikaon/kaon este egal cu raportul antiproton/proton la puterea 1/4.

Aranjamentul experimental BRAHMS