http://www.youtube.com/watch?v=xrL2ELkQOiE

Signature d’un Nouvel État de la Matière Nucléaire “Fluide Quasi Parfait de Quarks et de Gluons” dans les Collisions des Ions Lourds aux Énergies du RHIC Rachid Nouicer Physicien à Brookhaven National Laboratory, New York Gluons et quarks Ions avant collision Après collision “Fluide quasi parfait” Habilitation à Diriger des Recherches Université de Strasbourg Mercredi 20 Novembre 2013 4/6/2017

Parcoure Scientifique Nov. 1997 : Diplôme de Doctorat en Physique Nucléaire, de l’ULP et de l’IReS Mention : très Honorable avec Félicitations Directeur de thèse : M. Chrisitan Beck http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00805800 1998 à 2000 : Postdoctoral à l’Université of Illionis at Chicago 2000 à 2002 : Research Assistant Professor à l’Université of Illionis at Chicago 2002 à 2004 : Research Associate Professor à l’Université of Illionis at Chicago 2004 à 2007 : Associate Scientist à Brookhaven National Laboratory, NY 2007 à présent : Physicien à Brookhaven National Laboratory, NY 1998 à 2000 : Chercheur visiteur à Argonne National Laboratory, Illinois 2009 à présent : Chercheur affilié, RIKEN (Japan)-BNL(USA) centre de recherches, NY Production Scientifiques Éxposés dans des conférences et congrès internationaux : 28 Séminaires : 13 Publications (auteur principal) exécutant l’analyse et écrivant l’article : 24 Publication (auteur clé) analyse des données, ample contribution : 27 Publication en tant qu’auteur : 133 http://inspirehep.net : 230

Participations aux Fonctions Scientifiques 2006 à présent : consultant de projets pour le “Department of Energy (DOE)”, U.S.A 2006 à présent : réferé des articles, Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 2011 à présent : en charge ``Operation manager'' des détecteurs silicium à micropistes de PHENIX 2005 à 2011 : responsable du projet sur la construction du silicium à micropistes de PHENIX 2010 à 2011 : membre du comité du bureau des conférenciers pour l'expérience de PHENIX 2008 à 2010 : coordinateur de ``Global-Hadrons Physics working group'' de PHENIX. June 2010 : Président du comité d'organization du workshop ``Viscosity/hydro/initial conditions'', 2010 RHIC & AGS ''Annual Users Meeting'' au BNL 2007 à 2009 : membre puis président du comité d'organisation des séminaires de physique nucléaire, département de physique au BNL 2005 à 2008 : membre du conseil de PHOBOS représentant le groupe du BNL 2005 à 2008 : membre du comité de revues internes sur les mesures de flot de PHOBOS. 2004 à 2008 : ``co-convener of the multiplicity working group'' pour l'expérince PHOBOS 2000 à 2008 : acteur majeur de l'analyse des mesures de la multiplicité des particules 1998 à 2005 : expert (construction, installation et opération) en détecteurs silicium pour PHOBOS. Note : encadrement des etudiants, postdocs et fellow = 20 persones Nombre de thèses déliveries = 8 persones

Plan de l’Exposé Outline Motivations scientifique de la recherche d’un nouvel état de la matière nucléaire Construction des détecteurs silicium, analyse des données expérimentales, publications des résultats scientifiques et prédictions pour le LHC Points culminants des résultats du RHIC : découverte “Fluide Quasi parfait de Quarks et de Gluons” (PQG) Étude détaillée des propriétés du milieu nucléaire dense créé dans les collisions : sonde de quarks lourds (charme, beauté) Conclusions

Quelques Notions sur l‘Interaction Forte Les particules participant à l'interaction forte, telle que des protons, des neutrons et des pions, s'appellent les hadrons Nous savons que (depuis au moins 30 ans) les protons, les neutrons et les autres hadrons ne sont pas élémentaires, mais sont faits de quarks : Les quarks portent une charge de couleur : Rouge, Vert, Bleu Les anti-quarks portent l'anti-couleur correspondante La combinaison de ces couleurs dans les hadrons doit être incolore Les hadrons se déclinent en baryons (3 quarks) et mésons (1 quark et 1 anti-quark) En jouant avec les 6 quarks, les différentes couleurs et les différents états spectroscopiques on obtient toute une nomenclature des particules

Quelques Notions sur l‘Interaction Forte : Confinement … Outline L'interaction entre charges de couleur, et donc entre quarks, se fait par l'intermédiaire de gluons. Ils ont la particularité de porter aussi une couleur et donc d'interagir avec eux-mêmes ! C'est une particularité importante de l'interaction forte qui lui donne ses caractéristiques si particulières. [voir D. Perkins, p.179] Il est impossible d'isoler une charge de couleur. L'intensité de l'interaction forte augmente avec la distance r : Les quarks sont donc confinés dans les hadrons. L'interaction forte est décrite par une théorie : la Chromo-Dynamique Quantique (QCD)

Caractéristique Essentielle de QCD: Liberté Asymptotique Outline Caractéristique Essentielle de QCD: Liberté Asymptotique QCD ‘’libertè asymptotique’’ : 0.2 fm 0.02 fm 0.002 fm Asymptotic Freedom  – le potentiel court de distance est du type : [voir D. Perkins, p.172] – la constante de couplage dépend de r de telle manière que : La théorie de la perturbation peut être appliquée à courte distance et à haut moment de transfert

Lattice QCD Outline Hypercubic grid Dans lattice QCD, les problèmes non-perturbatifs sont traités par la discrétisation sur une lattice d'espace-temps. Ceci exige un calcul (parallèle) massif

PQG = Plasma quark-gluon Résultats de Lattice QCD Outline Stefan-Boltzmann pour un gaz de particules sans interaction (gaz libre) PQG = Plasma quark-gluon Hadron gaz Densité de baryon nulle, 3 saveurs ε/T4 change rapidement autour Tc Tc = 170 MeV  εc = 0.6 GeV/fm3 T ~ 1.2 Tc le valeur de ε est à environ 80% de la valeur de Stefan-Boltzmann pour un gaz idéal de q, q, g (εSB)

But Scientifique : Matière Extrême (QCD) dans des CILs Outline Comprendre les premiers instants de l'évolution de notre Univers et certains phénomènes astrophysiques Les Collisions des Ions Lourds (CIL) produisent des systèmes à assez haute températures/densités Diagramme de phase de la matière en interaction forte 170 GSI : www.gsi.de HICs nous permettent d'étudier des systèmes complexes gouvernés par QCD et comprendre les propriétés fondamentales de la matière.

Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) BRAHMS PHOBOS PHENIX STAR AGS TANDEMS 1999 - 2005 1999 - 2005 BOOSTER

Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) Qu'avons-nous fait à RHIC jusqu'ici ? RHIC PHOBOS 10:00 o’clock BRAHMS 2:00 o’clock RHIC PHENIX 08:00 o’clock STAR 06:00 o’clock AGS AGS

Construction des Détecteurs au RHIC: - Détecteurs Silicium Pixels PHOBOS (1998-2005) - Détecteurs de Traces Silicium Stripixel PHENIX (2003 à présent)

Détecteur Silicium: Jonction P-N Outline La jonction PN constitue l’élément de base de toute l'électronique à semi-conducteur. Si les matériaux de type-P et de type-N sont placés en contact mutuel, la jonction se comporte très différemment que l'un ou l'autre type de matériel est seul. La différence de concentration entre les porteurs des régions P et N va provoquer la circulation d’un courant de diffusion, créant la base de la diode. Les trous (P) vont diffuser vers la région N laissant derrière eux des atomes ionisés, en est de même pour les électrons de la régions-N, région de déplétion.

Détecteur Silicium: Jonction P-N Pixel pitch h

Detecteur Silicium: Jonction P-N QX QY Pixel pitch

Détecteurs Silicium Pixels PHOBOS (1998-2005) Outline 2 Bras x Spectromètres Bras Spectromètre Détecteur Octagon Détecteur Vertex Anneaux Grande couverture: |h| < 5.4 6 x Anneaux

Détecteurs Silicium Pixels PHOBOS (1998-2005) Outline Vue en coupe de la structure interne et les tests Modules silicium (VA-HDR-1 chip, IDEAS)

Détecteurs Silicium Pixels PHOBOS (1998-2005) Outline Vue en coupe de la structure interne et les tests Modules silicium (VA-HDR-1 chip, IDEAS) Au+Au at 130 GeV At RHIC

Responsable de la construction, assemblage et opération Premier succes dans PHOBOS: PRL 85 (2000) 3100 Outline Responsable de la construction, assemblage et opération Premiers résultats du RHIC: Physical Review Letters 85 (2000) 3100 Sur les actualités scientifques : succès du détecteur silicium et premiers résultats de PHOBOS à RHIC Au+Au 0-6% 56 GeV (382 ev.) 130 GeV (724 ev.)

Shémas: Evolution d’une Collision Centrale Entre Ions Lourds (VNI) p g e space time p f jet K p J/Y après la fin des interactions entre hadrons, le système est gelé, les particules volent vers les détecteurs Freeze-out  Expansion ----------- les quarks et gluons se regroupent pour créer des hadrons Hadronisation déconfinement : les quarks et les gluons se promenent librement QGP Processus durs interactions violentes entre quarks et gluons, production de particules très énergétiques, thermalisation du système Approche les noyaux, en phase d’approche, sont “ aplatis” par la contraction de Lorentz Au Au Principe de l’étude du QGP : on utilise les particules produites pour sonder les propriétés du système formé lors de la collision

Production des Particules: Différentes Régions à Étudier Outline Production des Particules: Différentes Régions à Étudier R. Nouicer et al. European Physical Journal C33 (2004) S606 Basse impulsion pT : majeure partie (99%)/propriétés globales/interactions molles Grande impulsion pT : petite section efficace, interactions dures “Intermédiaire”impulsion pT: effets des interactions molles/dures, surprises ?

Mon travail d’Analyse dans PHOBOS: Multiplicité de h± Outline Introduit un algorithme pour fusionner les hits des pixels adjacents “hits-Merging” (eviter le comptage excessif : double/triple comptage) Data AuAu 200 GeV Spectres de dépôt d’énergie de particules des collisions Au+Au at 200 GeV Sans et avec fusionnement des hits de particules Avec fusionnement des hits de particules

Mon travail d’Analyse dans PHOBOS: Multiplicité de h± Outline Hits de particules Occupation de particules Particules secondaires Distribution de la densité de pseudorapidité des particules chargées primaires Acceptance

Mon travail d’Analyse dans PHOBOS: Multiplicité de h± Outline Collisions Au+Au Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2004 Journal of Physics G 30 (2004) S1133 Collisions Au+Au Physical Review C74 (2006) 021901(R) Physical Review C70 (2004) 021902(R) Physical Review Letter 91 (2003) 052303 Physical Review C74, 021902(R) (2006) Nuclear Physics A 757, 28 (2005) Physical Review C65, 061901(R) (2002) Physical Review Letter 88, 22302 (2002) Physical Review C65, 031901 (2002) Collisions d+Au : Physical Review Letters 93 (2004) 082301 Physical Review C72 (2005) 03190 (R) Collisions Cu+Cu Physical Review Letters 102 (2009) Papier final: AuAu, CuCu, dAu et pp Physical Review C83 (2011) 024913 Collisions Cu+Cu Collisions d+Au Collisions p+p 200 GeV 410 GeV

Collisions d+Au : comparaison aux modèles théoriques Mon travail d’Analyse dans PHOBOS: Multiplicité de h± Outline Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2004 Journal of Physics G 30 (2004) S1133 Collisions Au+Au Physical Review C74 (2006) 021901(R) [77] Physical Review C70 (2004) 021902(R) [108] Physical Review Letters 91 (2003) 052303 [263] Physical Review C74 (2006) 021902 (R) [30] Nuclear Physics A 757 (2005) 28 [1254] Physical Review C65 (2002) 061901(R) [167] Physical Review Letters 88 (2002) 22302 [140] Physical Review C65 (2002) 031901 [104] Collisions d+Au : Physical Review Letters 93 (2004) 082301 [64] Physical Review C72 (2005) 03190 (R) [77] Collisions Cu+Cu Physical Review Letters 102 (2009) [77] Papier final: AuAu, CuCu, dAu et pp Physical Review C83 (2011) 024913 [54] Collisions d+Au : comparaison aux modèles théoriques

Extended Longitudinal Scaling (ELS) “Limiting Fragmentation” Outline Collisions d+Au, pEm, pPb Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2004 Journal of Physics G 30 (2004) S1133 Collisions Au+Au Physical Review C74 (2006) 021901(R) Physical Review C70 (2004) 021902(R) Physical Review Letter 91 (2003) 052303 Physical Review C74, 021902(R) (2006) Nuclear Physics A 757, 28 (2005) Physical Review C65, 061901(R) (2002) Physical Review Letter 88, 22302 (2002) Physical Review C65, 031901 (2002) Collisions d+Au : Physical Review Letters 93 (2004) 082301 Physical Review C72 (2005) 03190 (R) Collisions Cu+Cu Physical Review Letters 102 (2009) Collisions p + p (UA5) Collisions Au+Au et Cu+Cu

Phénomène “Scaling” au même Volume Nucléaire “Npart/2A” Outline Collisions Cu+Cu Physical Review Letters 102 (2009) La géometrie (Npart /2A) est définie comme la fraction du volume nucléaire totale de la région d’interaction formée par les deux noyaux en collision: Npart/2A ou A est le nombre atomique de noyau Nspec = 2A - Npart y x Nous observons une excellente concordance entre les distributions des deux systèmes, Au+Au et Cu+Cu, sur toute la gamme de h et à toutes les énergies lorsque on fait une comparaison par rapport au volume nucléaire de la région d’interaction (Npart /2A)

Les Résultats d’analyse au RHIC News Outline Les résultats d’analyse: sur la multiplicité des particules chargées ont fait RHIC news en 2007 http: //www.bnl.gov/rhic/news/112007/story1.asp Ces figures étaient dans le RHIC News

Mes Prédictions pour le LHC :Multiplicite de h± Outline Mi-rapidité Distributions en 4p

Propriétés Globales: Qu’avons nous appris :Multiplicité de h± Outline Densité d’énergie : Totale Nch ~ 5000 (Au+Au s = 200 GeV)  ~ 20 in p+p - Hydrodynamique relativiste dans le modèle de Bjorken (invariance  h ~ 0) : (R ~ A1/3, t = 1 fm/c) Dans ces hypothèses simplifiées,  ~ 5 GeV/fm3  bien au-dessus de la densité d'énergie critique ~1 GeV/fm3 from LQCD “New Forms of QCD Matter Discovered at RHIC” Miklos Gyulassy and Larry Mclerran Nucl.Phys.A750:30-63,2005 Modèle de Condensate de verre de couleur: nouvel état de la matière CGC Ils estiment ainsi qu'au RHIC, immédiatement après que les ions sont entrés en collision, un condensat de verre de couleur a été créé : il est composé d'un nombre considérable de gluons, et sa densité d'énergie est colossale. Les premiers quarks n'apparaîtraient que dans un second temps, grâce à des processus transformant l'énergie des gluons en quarks. C'est à ce moment que le plasma prendrait forme. Le condensat de verre de couleur constituerait ainsi une étape antérieure au plasma (PQG), offrant les conditions nécessaires à sa formation : un nombre considérable de gluons et une densité d'énergie adéquate. Selon les théoriciens, ces conditions sont nécessaires mais toutefois pas suffisantes : un condensat n'engendre pas un plasma si la densité n'est pas assez grande. Data 2000

Le ‘’Flot’’: une Sonde Unique ! b z Reaction plan x y Espace des coordonnées Espace d’impulsion px py y x Transformée de Fourier des particules produites en distribution azimuthale ALICE collaboration, Phys. Lett. B708 (2012) 249 dN/df ~ 1 + 2 v1 cos (f) + 2 v2 cos ( 2 Df) + 2 v3 cos ( 3Df) + 2 v4 cos ( 4Df) + 2 v5 cos ( 5Df) …

Pourquoi l'écoulement elliptique est-il intéressant ? Les corrélations d'écoulement fournissent une sonde importante Fournit des évaluations fiables de pression & des gradients de pression ? Peut éclaircir les questions liées à la thermalisation Donne des analyses sur la dynamique transversale et longitudinale du milieu Permet d'accéder aux propriétés du milieu - EOS, viscosité, etc.

Participation à l’Analyse: Mesure du Flot Elliptique Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2006 J. Phys. G34 (2007) S887 Au+Au v2 mesuré : - grande couverture en h - plusieurs énergies Observations sur v2 de Cu+Cu : - Grande amplitude - Semblable à la forme Au+Au Cu+Cu

Dépendance en moment d’impulsion transversale d’hadrons Partie du Groupe d’Analyse: Mesure du Flot Elliptique Dépendance en moment d’impulsion transversale d’hadrons Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2006 J. Phys. G34 (2007) S887 Amplitude de v2 augmente en fonction the pT Amplitude de v2 est régie par la forme de la région de recouvrement (excentricite) : v2 (CuCu) ~ v2 (AuAu) for mid-central (20 - 40%, b/r =1)  indication d’un comportement hydrodynamique 0 < h < 1.6 PHOBOS h± : hadrons chargés Au+Au 20-40% b/r ~ 1 Au Au Amplitude de v2 à 62.4 et 200 GeV est semblable  indication d’une d’une limite hydrodynamique - Pour prouver la limite hydrodynamique, il faut mesurer v2 à LHC E (LHC : 2.76 ) ~ 10 E (RHIC) - Cu+Cu 20-40% b/r ~ 1 Cu Cu

L’importance de la Forme de Recouvrement epart pour v2 x Participants b y Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2006 : J. Phys. G34 (2007) S887 Normalisé par Excentricité ( epart ) Pas Normalisé par Excentricité ( epart ) Cu+Cu 200 GeV Au+Au Au+Au 200 GeV Cu+Cu Statistical errors only Ceci suggère que epart soit la quantité géométrique appropriée pour produire de l'assymétrie azimutale

Flot Elliptique à RHIC et LHC Comparaison: RHIC (Au+Au at 0.2 TeV) et LHC (Pb+Pb a 2.76 TeV) h± : hadrons chargés Surprise ! v2 indique la bonne concordance des deux amplitudes et les tendences des deux ensembles de données RHIC et LHC pour une large gamme de pT ainsi pour différentes centralités ! une limite hydrodynamique est bien atteinte

Viscosité/Entropie du Fluide (QGP) aux RHIC et LHC Le système est consideré comme ayant atteint un équilibre thermique local : La première simulation hydrodynamique relativiste incluent la viscosité, les fluctuations et 3 +1 dimensions : Bjorn Shenke, Sangyong Jeon, and Charles Gale, Phys. Rev. Lett. 106, 042301 (2011) RHIC LHC h/s = 0.12 h/s = 0.2 Milieu est fortement interactif (l’amplitude de v2 grande ) Comparaisons modèle hydrodynamique visqueuse aux données RHIC et LHC semblent favoriser des valeurs pour h/s très petites. Ceci implique que la matière nucléaire créée est un fluide presque parfait. Les propriètes de ce fluide reste à déterminer.

Y a-t-il une autre observable physique qui confirme les résultats FLOT ?

STAR : évènement observé p+p Au+Au collisions central : Corrélations Azimutales de Grande pT (Di-jet : Corrélations 2-particles) Adler et al., PRL90:082302 (2003), STAR STAR : évènement observé p+p Au+Au collisions central : Background subtracted “Near-side” : partons fragmenté près de la surface (en dehors du milieu) “ Away-side” : partons sont absorbés par le millieu “Déclencheuse”  = 0 Corrélation claire des particules dans l'azimut “Near side” jet identical! “Away side”

Non-central Au+Au collisions Comment pouvons-nous obtenir plus d'information ? La géométrie de la suppression du “Away-side” Non-central Au+Au collisions STAR, PRL93:252301,2004 Suppression de “away-side” est plus grande hors du plan comparé dans le plan Démonstration claire de la dépendence de la longeure du trajet (“path length”) Bon outil pour contraindre la théorie de perte d’énergie

Y a-t-il une autre observable physique qui confirme les résultats FLOT et Correlations Di-jet ?

Jet et “Jet Quenching” Principe : vérfier si les collisions Au+Au se comportent ou non comme une superposition de collisions p+p en terme de taux de particules produites RAA le facteur de modification nucléaire pour une centralité donnée : Collisions périphériques : le taux de production de particules est en accord avec les collisions p+p (extrapolées) et les prédictions théoriques Collisions centrales : déficit de particules de grande pT par rapport aux collisions p+p (extrapolées) et aux prédictions théoriques i.e. jet quenching

Jet et “Jet Quenching” – Facteur Modification Nucléaire Au + Au at 200 GeV Collisions péripheriques Au + Au at 200 GeV Collisions centrales Pas de suppression des particules de grande pT dans les collisions péripheriques Suppression des particules de grande pT dans les collisions centrales : jet quenching ? Cette suppression est un effet de l’état initial ou final ?

Jet et “Jet Quenching” – Facteur Modification Nucléaire Cette suppression des particules est un effet de l’état initial ou final ? Au+Au versus d + Au Suppression des particules de grande pT dans les collisions centrales Au+Au est dû aux effets de l’état final

Jet et “Jet Quenching” : SPS, RHIC et LHC Pas de suppression des photons directs; suivent prédictions de pQCD Suppression est plate à grande pT (millieu Opaque au interactions fortes) Modèle théorique (de perte d’energie) : dNg/dy ~ 1000 et la densité d’énergie ~ 15 GeV/fm3 Les quarks lourds et les légers sont supprimés de la même manière ! Accès de très grand pT au LHC possibilité à partir des modèles, de quantifier la perte d’énergie des partons dans le milieu créé.

CONCLUDED that strongly-interacting matter DéDécouvertes de RHIC sur les Actualités  The Collaboration of the four experiments: PHENIX, BRAHMS, PHOBOS and STAR at RHIC CONCLUDED that strongly-interacting matter has been created in most central Au+Au collisions at 200 GeV

Sonde de Quarks lourds charme et de beauté (c,b) Maintenant nous passons de la phase de la découverte à l’étude détaillée des propriétés du milieu nucléaire dense créé dans les collisions Sonde de Quarks lourds charme et de beauté (c,b) mcharme = 1.5 GeV, mbeauté = 5 GeV R. Nouicer arXiv:0901.0910 [nucl-ex] Les électrons des quarks lourds sont supprimés et comparable à celle des hadrons légers Le comportement collectif est évident dans eHF; mais HF v2 est inférieur que v2 de  p0 pour pT > 2 GeV/c. La séparation du charme et de la beauté est la clé pour comprendre la hiérarchie de masse de la perte d'énergie.  

Mesures des Électrons des Quarks Lourds 1) Directe : idéal mais très difficile  - Reconstruction de tous les produits de décroissance e.g. D0  K- p+ (B.R.: 3.8 %) Mesure indirecte Mesure directe Charme: Mc ≈ 1.5 GeV Beauté : Mb ≈ 4.75 GeV 2) Indirecte (Alternative): électrons venant de la décroissance semi-leptonique des mésons D et B Saveurs lourdes ouvertes charme (et beauté) via électrons charme (et beauté) via muons c  e+ + anything (B.R.: 9.6%) b  e+ + anything (B.R.: 10.9%) c  + + anything (B.R.: 9.5%) 50

Détecteurs de Trace Silicon Stripixel PHENIX “VTX” VTX: Barils Silicium ~ 2p e+ e- Berylium beam pipe Layer 0 Layer 1 Layer 2 Layer 3 Temps de vie (ct) D0 : 123 mm B0 : 464 mm DCA p D B e Baril 0 Baril 1 Baril 2 Baril 3 51

“Nouvelle technologie: unique à PHENIX” Technologie du Traceur Silicon Stripixel PHENIX “Nouvelle technologie: unique à PHENIX” Innovative design by BNL Instr. Div. : Z. Li et al., NIM A518, 738 (2004); R. Nouicer et al., NIM B261, 1067 (2007); R. Nouicer et al., Journal of Instrumentation, 4, P04011 (2009) DC-Coupled silicon sensor Sensor single-sided 2-dimensional position sensitivity by charge sharing 52

Détecteurs de Trace Silicon Stripixel PHENIX “VTX” Colle “Dow Corning”: 100 [um] Placement des modules sur les echelles 53

PHENIX-VTX : Affichage d'Événement Simple VTX RUN-12: p+p at 200 GeV VTX RUN-11: Au+Au at 200 GeV Vertex primaire évènement simple Vertex Primaire : BBC vs VTX Taille du faisceau Data: AuAu at 200 GeV Data: AuAu 200 GeV s (faisceau) ~ 90 um 4/6/2017 rachid.nouicer@bnl.gov 54

Verification: Spectre Invariant eHF Au + Au Utilisant VTX pour étiqueter les ``Dalitz’’ et électrons de conversion, nous mesurons le spectre d'électrons des saveurs lourdes (HF) Spectres eHF du Run-11 (VTX) sont compatibles avec les mesures sur eHF publiées par PHENIX Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c 55

Distributions des Raw DCA des hadrons chargés et électrons Distributions “Distance of Closest Approach (DCA)” p+p Distributions des Raw DCA des hadrons chargés et électrons Note: la contribution des hadrons à la distribution des DCA des électrons (contamination) n’est pas pris en compte dans ces graphe Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c 56

Électron: Distance of Closest Approach (DCA) Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Électron: Distance of Closest Approach (DCA) Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Électron: Distance of Closest Approach (DCA) Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Électron: Distance of Closest Approach (DCA) Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Électron: Distance of Closest Approach (DCA) Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Électron: Distance of Closest Approach (DCA) Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Électron: Distance of Closest Approach (DCA) Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Électron: Distance of Closest Approach (DCA) Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Électron: Distance of Closest Approach (DCA) c/(b+c) = 0.92 ± 0.02 Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Electron: Distance of Closest Approach (DCA) c/(b+c) = 0.78 ± 0.06 Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Résultats: Production de Beauté dans Au+Au et p+p be /(be + ce) à 200 GeV Au+Au vs p+p En utilisant le fit de la distribution du DCA Première mesure directe de la production de Beauté Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Résultats: Production de Beauté dans p+p En utilisant le fit de la distribution du DCA Première mesure directe de la production de Beauté Mesures indirecte de STAR en accord avec les mesures de PHENIX Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Extraction du RAA de Beauté RAA (be) =

Facteur de Modification Nucléaire : RAA Charme et Beauté RAA (be) < RAA (ce) Aucune hiérarchie simple de masse dans la saveur lourde Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

RAA of Beauté, Charme et eHF publié dans Au+Au MB Résultats: RAA de Beauté et Charme Séparement RAA of Beauté, Charme et eHF publié dans Au+Au MB Au+Au centrality: Min-Bias Rachid Nouicer exposé Conférence QM 2012 Nucl. Phys. A904-905 (2013) 647c

Conclusions Les complexes RHIC et LHC sont, de façon indéniable, générateurs de grandes découvertes et représentent un des plus grand succès du programme de recherches de physique nucléaire Les comparaisons aux données RHIC et LHC de type modèle hydrodynamique visqueuse, semblent favoriser des valeurs pour h/s très petites. Ceci implique que la matière nucléaire créée est un fluide presque parfait Les mesures des particules de grande impulsion pT montrent une suppression importante qui atteint un plateau indiquant que le millieu est Opaque aux interactions fortes Les mesures preliminaires de quarks lourds charme et beauté indiquent que RAA (be) < RAA (ce), suggèrant que la hiérarchie de masse pour les saveurs lourdes (en fonction de la perte d’énergie dans le milieu) n’est pas aussi simple qu’on le pense L’etude détaillee des propriètes du millieu nucléaire dense créé au RHIC et au LHC va demander beaucoup de travail – les expériences de ces deux centres de recherche sont, dans cet objectif, non seulement complémentaires mais offrent une foule inépuisable de sujets de recherches …

Auxiliary Slides 4/6/2017 rachid.nouicer@bnl.gov 73

Densité d’Énergie et Degrée de Liberté Outline À une densité (d'énergie) extrême, les masses de particules peuvent être négligé relativement à l'énergie cinétique : Stefan-Boltzmann pour un gaz de particules sans interaction (gaz libre)

Propriétés Globales : Rapport de Particules (Equilibre Chimique) Ensemble grand-canonique de particules en equilibre thermique locale Assumant toutes les distributions de particules sont décrites par une seule température T et un potentielle chemique (baryon) m : un rapport (i.e., p / p ) determine m / T : Un deuxième rapport (i.e., K / p ) fournit T  m Alors on predit tous les autres taux et rapports hadronique : La production de particules au RHIC semble être réalisée à partir d'un système en équilibre chimique et les spectres en impulsion transverse sont compatibles avec ceux produits par une source en equilibre thermique animée d'une expansion avec une vitesse collective (scénario type hydrodynamique).

Température du Gel-chimique Proche de la Temperature Critique Tc (PQG) Modèles statistiques: Laissez entendre que l'équilibre chimique et thermique est atteint (aucune preuve !) Si vrai (?): Tch  TC implique que les hadrons sont nés dans l'équilibre

Comparison au Modèle Hydrodynamique Le systeme est consideré comme ayant atteint un equilibre thermique local : 0 idéal La grandeur, la masse et la dépendence en pT sont en bon accord (pT < 2 Gev/c) avec l’écoulement hdrodynamique idéal, pour la premiere fois dans HIC assumant :  thermalisation tôt (~ 0.6 fm/c) Les cellules liquides augmentent avec une vitesse collective v, les différentes masses de particules obtiennent different p selon l’ordre de masse : v2(π) > v2 (K) > v2(p) Existence of radial flow. Milieu est fortement interactive (l’amplitude de v2 large ) Modèle hydrodynamics ideal (QGP “equation-of-state”) viscosité/entropie ~ 0  Fluide Quasi Parfait !