Prospettive per la rivelazione di particelle con charm e beauty in ALICE Giornata di studio...
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Transcript of Prospettive per la rivelazione di particelle con charm e beauty in ALICE Giornata di studio...
Prospettive per la rivelazione di particelle con charm e beauty in
ALICE
Giornata di studio
Produzione di charm e beauty in esperimenti rappresentati nella
Sezione INFN di Padova
Rosario Turrisi
May 19, 2004 Rosario Turrisi 2
Argomenti
Scenario: luminosita’, sezioni d’urto Struttura di ALICE Prestazioni di tracciamento e PID Rivelazione di open charm e beauty
D0,B
May 19, 2004 Rosario Turrisi 3
LHC
Condizioni del fascio:
Sistema
pp
PbPb
√sNN
(TeV)
L0
(cm-2s-1)dN/dy
(y=0)
TRUN
(s/anno)
geom
(b)
14.0 1034* 6 107 0.07
5.5 1027 2-8103 106 * * 7.7
Aprile 2007
Fine 2007Inizio 2008 *Lmax(ALICE) = 1031 ** Lint(ALICE) ~ 0.7 nb-1/year
Auspicabili, dipende dalle condizioni!
parametri di run
Pile-up in TPC e macchina
tuning odisallineamento
fasci
+ altri sistemi: pA, ioni leggeri (Sn, Kr, Ar,O) & altre energie (pp @ 5.5 TeV).
May 19, 2004 Rosario Turrisi 4
Sezioni d’urto
NLO pQCD (codice MNR), media dei risultati ottenuti con MRST e CTEQ5M PDFs (EKS98 in Pb-Pb per lo shadowing)
cosa prevede pQCD
May 19, 2004 Rosario Turrisi 5
Molteplicita’di mesonicon b,c
pp
PbPb
~8 B/ ~0.85 B eX
~140 D0/D0 ~5 D0 K
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il rivelatore per gli ioni pesantiALICE
Solenoid magnet 0.5 T
Central tracking system:• ITS •TPC• TRD• TOF
MUON Spectrometer:• absorbers• tracking stations• trigger chambers• dipole
Specialized detectors:• HMPID• PHOS
Forward detectors:• PMD• FMD, T0, V0, ZDC
Cosmic rays trigger
+EMCal (in discussione)
May 19, 2004 Rosario Turrisi 7
40 – 150.563.5 - 5Ne(90%)CO2800 - 11000.9
Occupancy [%]
# channels [M]
X/X0 [%]GasSpatial resolution [r, z] [m]
||
TPC
Readout plane segmentation
18 trapezoidal sectors
each covering 20 degrees in azimuth
EE
510 cm
EE
88s
GAS VOLUME88 m3
DRIFT GAS90% Ne - 10%CO2
Pb P
E
E
5 m
5.6 m
1.6
400 V / cm
NE / CO2 88s
End plate
Central electrode
Drift volume
Co2 insulation
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PIXEL CELL
z: 425 m
r: 50 m
Two layers:r = 4 cmr = 7 cm
9.8 M
Silicon Pixel Detector precisione sui vertici
ITS= SPD+SDD+SSD
precisione in xy
precisione in z
tracking, congiunzionecon la TPC
May 19, 2004 Rosario Turrisi 9
TRD e TOF
Transition Radiation Detector: copertura su 2 separazione elettroni-pioni, pt>1.5 GeV 6 strati, 75% efficienza
Time of Flight: copertura su 2 separazione /K/p ris. migliore di 100 ps
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La PID in ALICEALICE PPR CERN/LHCC 2003-049
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Separazione ,K,p,e Evento PbPb condN/dy=6000
elettroni
adroni
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Risoluzione su pt/d0
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Efficienza di tracciamento
~70% with dNch/dy=6000
pionskaons
May 19, 2004 Rosario Turrisi 14
Ricostruzione di charm e beauty
• Vasto programma per queste sonde molto interessanti per la fisica del QGP• Sfruttamento profondo delle caratteristiche principali di ALICE: vertexing, soglie basse, ampie possibilità di identificazione• Priorità data a:
• D0->K, golden decay, banco di prova per la risoluzione in d0 e la pid• B->eX, fondamentale per la misura della bb
TOT, test per la capacità di identificazione di elettroni e per la risoluzione in d0
May 19, 2004 Rosario Turrisi 15
D0->K in Pb-Pb
S/event = 0.0013 (1.3 104 D0 in 1 month)
B/event = 0.0116
(K,) Invariant Mass distribution (pT –integrated) (corresponding to 107 Pb-Pb events ~ 1 month of ALICE)
S/B=11% Significance=37
May 19, 2004 Rosario Turrisi 16
Be+X channel
Background includes: he, ce, e, mis.
positive d0's
pT> 1 GeV
pT> 2 GeVpT> 3 GeV
d0threshold
pT2 GeV, 180 d0 500m90% purity!
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Statistica prevista
Beauty mesons in 107 events, i.e. in 15 days Pb-Pb run
d0threshold
pT> 1 GeV
pT> 2 GeV
pT> 3 GeV
pT2 GeV, 180d0 500m80,000 B's
Efficienza del TRDda includere (~ 75%)
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backups
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Interaction vertex reconstruction
Position of the beam in (x,y) given by the machine with very high precision (stable for a long time)
“Nominal” size of the beam: = 15 m in Pb-Pb = 15 m in pp (L ~ 1031 cm-2 s-1) 150 m in pp (if L is reduced at ALICE IP to
~ 1029 cm-2 s-1)
In pp the vertex position has to be reconstructed in 3D using tracks
vertextrackrd )(0
as in Pb-Pbpp with charmpp min. bias
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Displaced vertex selection
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Risultati sul charm
S/Binitial(M3)
S/evtfinal
(M1)
S/Bfinal
(M1)
SignificanceS/S+B(M1)
Pb-Pb 5 10-6 1.3 10-3 11 % 37(for 107 evts)
pp 2 10-3 1.9 10-5 11 % 44(for 109 evts)
May 19, 2004 Rosario Turrisi 24
Aspetti innovativi: un nuovo regime
SPS RHIC LHC
√sNN (GeV) 17 200
dNch/dy 500 850
0QGP (fm/c) 1 0.2
T/Tc 1.1 1.9
(GeV/fm3) 3 5
QGP (fm/c) ≤2 2-4
f (fm/c) ~10 20-30
Vf(fm3) few 103 few 104 few 105 bigger
5500 X 28
1500-8000 ?
0.1 faster
3.0-4.2 hotter
15-60 denser
≥10longer
30-40
nucleo-nucleo
May 19, 2004 Rosario Turrisi 25
Molteplicità Nch
ALICE ottimizzato per dN/dy(y=0) = 4000-6000, simulazioni fino a 8000 Estrapolando da RHIC…
Stima del fondo
hep-ph0104010
5
√s (GeV)10 102 103 102 103 104
1.0
5.0
10.0
15.0
Nch
/(0
.5N
part)
dN
ch/d
|<
1
2
5
103
dNch/d ~ 1500dNch/d ~ 2500
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TOF PID
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