Автореферат (Исследование флуктуаций числа нуклонов-участников и отбор событий по центральности в экспериментах по столкновениям ультрарелятивистских ядер), страница 4

в: Величина ⟨ ⟩ ⟨ℎ /⟩ для Pb-Pb столкновений при = 5.02ТэВ для 0-80% центральных столкновений как функция ⟨ ⟩ в каждом классецентральности [A2] в сравнении с модельными расчетами [8, 9].(распределение Вудса-Саксона для тяжелых ядер, формула гармонического осциллятора для легких). В S5.3 для генератора событий HIJING рассмотрено влияние параметра глюонного экранирования на значение плотности множественности рожденных заряженных частиц в быстротном окне || < 2, а также намножественность и на число нуклонов-участников на примере протон-ядерногостолкновения при энергии 5.02 ТэВ (см.

рис 4).В S5.4 приводится описание метода и его реализация на примере моделирования столкновений ионов свинца при энергии 2.76 ТэВ (см. рис 5). При моделировании по принципу Монте-Карло известно точно. Это позволяет непосредственно произвести вычисления, необходимые для определения оптимальнойширины классов центральности.Таким образом, для того, чтобы оптимально выбрать ширину классов центральности: – строится распределение числа событий по множественности,– множественности сопоставляется центральность,– события разбиваются на классы по центральности (см. рис 5 а),14sg=0.2810-1sg=0.210-2sg=0.1sg=0-31010-410-5051015б202530Npartа√Рис. 4: p-Pb столкновения при энергии = 5.02 ТэВ.

а: Линии√ – быстротныераспределения заряженных частиц для p-Pb столкновений при = 5.02ТэВрассчитанные в HIJING 1.38 [10] для разных значений параметра глюонного экранирования ; точки - экспериментальные данные [6]) [A1, A5]. б : Результаты расчетов HIJING 1.38 [10], выполненные√ в данной работе для распределений по числуpart для p-Pb столкновений при = 5.02 ТэВ для разных значений параметраглюонного экранирования [A1, A5].– строится зависимость дисперсии в классе от его ширины (см. рис 5 б, в).– оптимальная ширина находится из условия появления плато (см.

рис 5 г).В S5.5 показана реализация и применимость метода на примере моделирования ядро-ядерных, протон-протонных столкновений при энергии LHC (2.76 ТэВ и5.02 ТэВ соответственно), и столкновениях, как тяжелых (Pb), так и легких ионов(Be), при энергии SPS. Приведена реализация определения классов центральностипо прицельному параметру и по множественности заряженных частиц. Показановлияние ширины класса центральности на среднее значение измеряемой величины, а также его среднеквадратичное отклонение. Разделение событий в столкновениях легких ядер на мелкие классы по множественности возможно, однако,пособытийно в таких классах число участников будет определено с больших разбросом (рис. 6).

Рассмотрены результаты моделирования столкновений с помощьюгенератора событий на основе модели Глаубера для ядро-ядерных столкновений,генератора событий HIJING для столкновений протон-ядро, а также генераторасобытий HIJING с откликом установок детектора ALICE с помощью программы моделирования GEANT, что дает возможность ввести влияние установки нарезультаты анализа.Представленный в работе метод позволяет подойти к вопросу о разбиениимножества событий на классы центральности последовательно, используя среднеквадратичное отклонение числа участников для различной центральности в поиске точек выхода на плато, когда дальнейшее сужение интервала центральностине приводит более к уменьшению флуктуаций исследуемой величины (см рис.

5).В заключении приведены основные результаты диссертации и рассмотренаих применимость для современных экспериментов.15События10570-75%410 70-71%События1 4 70-75%1 3 70-71%1 210330-35%30-31%5-10%130-35%5-10%1025-6%5-6%10130-31%10100200300400500Множественность0а3000%5%10%20020%10040%60%12345200300400Npartб〉〈400010067 89 10Ширина класса, %вгРис.√ 5: Отбор событий по множественности для Pb-Pb столкновений при энергии=2.76ТэВ [A1,A5] (Монте Карло модель Глаубера [A5] ). а: Распределение событий по множественности в Pb-Pb столкновении при 2.76ТэВ.

б : Распределениясобытий по числу нуклонов-участников, соответствующее выбранным классампо множественности. в: Pb-Pb 2.76ТэВ, Зависимость среднего числа нуклоновучастниковpart для различных значений классов множественности столкновений(указана нижняя границе от 0 % для центральных и до 60 %. для периферических столкновений) в зависимости от ширины класса множественности ( 1%, 2%,3%...10%). г: Pb-Pb 2.76ТэВ, Зависимость величины RMS для part для различных значений множественности столкновений (указана нижняя граница классапо множественности от 0 % для центральных и до 60 % для периферическихстолкновений) в зависимости от ширины класса ( 1%, 2%, 3%...10%) .В эксперименте ALICE на основании откалиброванной центральности измеренаплотность множественности заряженных частиц в центральной области быстроткак функция центральности.

Это легло в основу измерения плотности множественности заряженных частиц в диапазоне средних псевдобыстрот, которые стали самыми первыми исследованиями в столкновениях тяжелых ядер при энергии√ = 5.02 ТэВ на нуклон-нуклонную пару в системе центра масс, ранее не доступных на эксперименте в диапазоне псевдобыстроты || < 0.5 для 80% центральныхсобытий.16 10610570-71%30-35%5-10%10430-31%5-6%1030246810 1214N16partаб79Рис.6:ОтборсобытийпомножественностидляBe-Beстолкновенийпри энергии√=17 ГэВ (Монте Карло модель Глаубера [A5] √). а: Распределение событий79по множественности в Be -Be столкновении при =17 ГэВ б : Распределениясобытий по числу нуклонов-участников, соответствующее выбранным классам помножественности.√Результаты являются первыми новыми наблюдениями при энергии =5.02 ТэВ и будут использованы в подготовке эксперимента ALICE после апгрейдаБАК.

Разработанные программы для посчета множественности (AliMultSelection)и калибровки центральности (AliMultSelectionCalibrator) являются универсальными как для протон-ядерных, так и для ядро-ядерных столкновений. Они, атакже результаты калибровки центральности для столкновений ядер свинца при√энергии = 5.02 ТэВ, были добавлены в библиотеки AliROOT, что позволяетиспользовать их участникам эксперимента ALICE для различого рода анализаданных с отбором событий по центральности.Был разработан универсальный метод оценки флуктуаций нуклонов участников в классах центральности для разных сортов ядер при различных энергиях на примере энергий LHC (Большого Адронного коллайдера) и SPS (СуперПротонного Синхротрона). При этом отбор классов центральности происходитв условиях, приближенных к экспериментальным.

Данный метод позволяет оценить до какой степени возможна минимизация фоновых (объемных) флуктуацийизмеряемых величин, а также определить значение ширины класса центральности, после которого более детальное рассмотрение событий при сужении классацентральности не ведет за собой улучшение разрешения измерений.Данный метод может применяться для любых экспериментов по столкновению ультрарелятивистских ядер, где необходим отбор событий по центральностистолкновения.

Полученная качественная картина позволяет значительно уменьшить погрешность измеряемых величин, что, в свою очередь, критично в экспериментах направленных на поиск эффектов, связанных с их флуктуациями.17Основные положения, выносимые на защиту:1. Разработан метод минимизации фоновых флуктуаций наблюдаемых величинв ультрарелятивистских столкновениях ядер, основанный на выборе шириныкласса центральности, при котором среднеквадратичное отклонение с дальнейшим сужением класса остается неизменным.

Данный метод является универсальным для разных сталкивающихся систем.2. Данный метод уменьшения фоновых флуктуаций апробирован на моделиГлаубера с двухкомпонентным описанием множественности заряженных частиц, а также на генераторе событий HIJING для случаев ядро-ядерных ипротон-ядерных столкновений при энергиях LHC (2.76 ТэВ и 5.02 ТэВ) иSPS (16.8 ГэВ и 17.3 ГэВ), для легких (7 Be - 9 Be) и тяжелых ядер (Pb).3. Данный метод применен к монте-карловским данным, полученным с учетомтранспорта в Geant 3 и отклика детектирирующих систем установки ALICE,для столкновений ионов свинца при энергии 2.76 ТэВ. В результате, дляусловий реального эксперимента установлены пороги сужения классов центральности, минимизирующие фоновые флуктуации, связанные с вариациейчисла нуклонов-участников.4.

В рамках эксперимента ALICE проведена калибровка процедуры определения центральности с введением новых эстиматоров для столкновений ядерсвинца при энергии 5.02 ТэВ на нуклон. На основании откалиброванных данных измерена плотность множественности заряженных частиц в центральнойобласти быстрот как функция центральности.Публикации. Публикации. Основные результаты диссертации изложены в6 рецензируемых печатных изданиях [A1-A6], индексируемых в базах данныхРИНЦ, Web of Science и Scopus, и отражены в материалах конференции [A7]:A1. T.