ALICE Deneyi ve Türk Grubunun Aktiviteleri! Ayben Karasu Uysal akarasu@cern.ch 9/30/13 1
ALICE Deneyi Türk Grubunun Aktiviteleri, Dün, Bugün ve Yarını 9/30/13 2 2 CERN, 2 Dec 2010 J. Schukraft
ALICE genel amaçlı bir ağır iyon deneyidir ve güçlü kuvvetle etkileşen maddenin ve kuark-gluon plazmasının özelliklerini inceleyebilmek için tasarlanmıştır. Deney, Şubat 1997 de kabul edilmiştir ve 2001 yılının sonunda birçok dedektörün yapımına başlanmıştır 9/30/13 IZYEF- A.Karasu 3
Deney Magnetik Alan (T) Minimum Momentum (GeV/c) Malzeme Kalınlığı (%) ALICE 0.2-0.5 0.1-0.25 7 ATLAS 2.0 0.5 30 CMS 4.0 0.75 20 LHCb 4 Tm 0.1 3.2 ALICE, LHC için önemli bir rol oynamaktadır. - düşük momentumlu parçacık fiziğini inceleyen tek deneydir. - parçacık tanımlaması merkezi bölgede yapılmaktadır. 9/30/13 4
TPC SPD SPD cone SSD/SDD SPD barrel.. and tense anticipation.. 5 5 ICPAQGP..after Goa 2010 concentrated J. Schukraft 9/30/13 preparations.. 5 Monday, 23rd November, ~15:30 in the ALICE Control Room
~ 16:35 6 9/30/13 6 ICPAQGP Goa 2010 J. PLC 20J. Schukraft 6 Schukraft
~ 16:41 7 9/30/13 7 ICPAQGP Goa 2010 J. PLC 20J. Schukraft 7 Schukraft
Collisions in ALICE!!.. and 9/30/13 8 8 some celebration.. ~ 16:42 20J. JS. chukra? ICPAQGP Goa 2PLC 010 Schukra?
Recorded all of 280 events.. With real data, there was no way of waiting for the official start of LHC 2 weeks later.. It took: 20 years to built ALICE 40 minutes to take the first data 1 hour to get the prel. result (±10%) 2 days for the final result and 3 days to agree on the Authorlist 9 ICPAQGP Goa 2010 J. Schukraft 9/30/13 9 9 PLC 20J. Schukraft
ACORDE (cosmics) V0 scinnllator centrality :1.7-3.7, 2.8-5.1 T0 (Nming) ZDC (centrality) FMD (N ch - 3.4<<5) PMD (N, N ch ) Central Barrel 2 tracking & PID ± 1 Muon Spectrometer 2.5 < < 4 Detector: Size: 16 x 26 meters 10 Weight: 10,000 tons 10
ALICE Yazılımı-1 9/30/13 11
ALICE Yazılımı-2 Alice-GRID AliEN 9/30/13 IZYEF- A.Karasu 12
Türk Grubu 2006: YTÜ, ALICE ile tanıştı 2007: YTÜ, ALICE in kismi üyesi oldu Prof. Dr. Metin SUBAŞI (Grup Lideri) Yrd. Doç. Dr. Kutsal BOZKURT Öğr. Gör. Dr. Özgür AKÇALI Arş. Gör. Ayben KARASU UYSAL (Doktora Öğrencisi) Mesut Arslandok, Doktora Öğrencisi, Frankfurt Üniversitesi, Almanya 2007-2010: TAEK Projesi (TAEK CERN- A.5.H.2.P.1. 01 9) CERN Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) ALICE Deneyinde, 14TeV kütle merkezi enerjili proton-proton (pp) çarpışmalarında acayip parçacık üretiminin incelenmesi CERN ziyaretleri ve veri analizlerini öğrenme 2010-2012: CERN-ALICE NMS fonuayben Karasu Uysal Doktora tezi ALICE de 7 TeV lik pp Çarpışmalarında K s 0, 0 ve ++ (1232) Oluşumlarının İncelenmesi Makale Hazırlama: 9 farklı çalışma Dr. Sedat ALTINPINAR Doktora: Electron-D 0 correlations with ALICE in pp collisions at LHC energy (GSI,2011) 9/30/13 13 PostDoc: University of Bergen (2012-devam ediyor)
Türk Grubu Mayıs, 2012:KTO Karatay Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dekanı Prof. Dr. Ali Okatan ın CERN ziyareti Ekim, 2012: KTO Karatay Üniversitesi ALICE Deneyine tam üyelik başvurusu kabul edildi. http://alicematters.web.cern.ch/?q=karatay_university 9/30/13 14
Türk Grubu 27 Ağustos 2013:KTO Karatay Üniversitesi ile ALICE arasında anlaşma metni imzalandı. http://cds.cern.ch/record/1595552 9/30/13 15
Türk Grubu 27 Ağustos 2013:KTO Karatay Üniversitesi ile ALICE arasında anlaşma metni imzalandı. http://cds.cern.ch/record/1595552..9/30/13 and some celebration.. 16
Türk Grubunun Aktiviteleri 1. Multiplisite Analizi 2. Flow 3. Dedektörlerde parçacık tanımlama 4. Parçacık p T Spektrumları 9/30/13 17
Multiplisite Analizi-1 Multiplicity: Total Number of produced particles in a collision Multiplicity measurements by the ALICE experiment show that the system created at the LHC initially has much higher energy density and is at least 30% hotter 9/30/13 than at RHIC 18
Multiplisite Analizi-2 Multiplicity: Total Number of produced particles in a collision Charged-particle multiplicity density per participant has similar dependence on N part at s NN = 0.2 TeV and 2.76 TeV (colour-charge density-saturation???) 9/30/13 19
A perfect liquid at the LHC? The measured azimuthal distribution of particles in momentum space can be decomposed into Fourier coefficients. The second Fourier coefficient (v 2 ), called elliptic flow, is particularly sensitive to the internal friction or viscosity of the fluid, ALICE show that the elliptic flow of charged particles increases by about 30% Hot and dense matter created at the LHC still behaves like a fluid with almost zero friction 20
Parçacık Tanımlama -1 Particle identification capability hadrons ( ±, K ±, p ± ) down to 100 MeV/c de/dx in silicon (ITS) and gas (TPC) + time-of-flight (TOF) + Cherenkov (HMPID) muons (p 4 GeV/c) muon spectrometer; 0, in PHOS, EMCAL; electrons TRD & TPC: 1 < p < 80 GeV/c K 0, K ± (kink), ++,, ±, ±,D ±, D 0, 0,, etc., through decay topology) also through conversions 21
Parçacık Tanımlama -2 Particle identification in PbPb TPC de/dx ITS Silicon DriH/Strip de/dx Excellent performance in PbPb with a parncle density 400 Nmes higher TOF Topology K IZYEF- A.Karasu 22
Parçacık Tanımlama -Antimadde Anti- 4 He production in Pb-Pb collisions Combine tracking (R), Time of flight (velocity) and de/dx information: Three candidates idenmfied by TPC One by TPC + TOF Rate of 4 He production at LHC more than 10 times higher than at RHIC How is antimatter created in a medium, which existed in the first 10µs after the Big Bang? 23
Parçacık Tanımlama V0 pp@7 TeV PbPb@2.76 TeV pp@0.9 TeV 9/30/13 24
Parçacık Tanımlama Cascade 1 Measured via topological decays Key measurement for the understanding of thermal yields and strangeness enhancement in PbPb collisions PbPb@2.76 TeV 9/30/13 PbPb@2.76 TeV 25
Parçacık Tanımlama-Cascade 2 pp@0.9 TeV pp@7 TeV 9/30/13 26
Parçacık Tanımlama Rezonans 1 pp@7 TeV Counts/(0.02 GeV/c 2 ) 6!10 0.14 0.12 0.1 0.08 TPC Counts/(0.02 GeV/c 2 ) 70 60 50 40 3!10 TPC 0.06 30 0.04 0.02 ++ 1.0(GeV/c) < p (" ) < 1.2(GeV/c) t Signal+Background Event Mixing Background 0 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 M (p +,! + ) (GeV/c 2 ) 20 10 ++ 1.2(GeV/c) < p (" ) < 1.4(GeV/c) t Signal+Background Event Mixing Background 0 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 M (p +,! + ) (GeV/c 2 ) Counts/(0.02 GeV/c 2 ) 3!10 18 16 14 12 10 2 # / ndf 64.3 / 29 M 0 1.185 " 0.002 $ 0 0.1055 " 0.0032 Yield 2603 " 55.7 back_const 0 " 0.4 Mean 0 " 1.4 % 1920 " 63.6 p6-3666 " 97.1 Counts/(0.02 GeV/c 2 ) 10 8 6 3!10 y <0.5 2 # / ndf 60.97 / 30 M 0 1.196 " 0.002 $ 0 0.108 " 0.008 Yield 1558 " 107.7 back_const 0 " 1.4 Mean 0 " 1.4 % 2097 " 321.5 p6-3828 " 515.1 8 6 4 p-wave Breit-Wigner + linear background linear background 4 2 06.05.2011, pp at s = 7 TeV 2 0 0 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 M (p +,! + ) (GeV/c 2 ) 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 M (p +,! + ) (GeV/c 2 ) 9/30/13 27
Türk Grubunun Planlanan Aktiviteleri 1. Veri Analizi: Rezonanslar 2. Veri işleme: KTO Karatay Üniversitesinde bir Grid noktası 3. ALICE Upgrade: Detector Electronics 4. Teorik Çalışmalar: Termal modeller ile ALICE deney verisini inceleme (THERMUS-TÜBİTAK Projesi başvurusu yapıldı) 9/30/13 28
Yeni Grup Üyeleri 1. Prof. Dr. Ali Okatan: KTO Karatay Üniversitesi Grup Lideri 2. Dr. Necati Vardar (KTO): Grid Sistemi 3. Çiğdem Yaşar (İTÜ): YL öğrencisi Danışmanlar: Prof. Dr. Cenap Özben (İTÜ)-Ayben Karasu Uysal Termal Model Analizleri 4. Hande Erdebil (YTÜ): YL Öğrencisi Danışmanlar: Prof. Dr. Metin Subaşı (YTÜ)-Ayben Karasu Uysal Termal Model ve simülasyon veri ile rezonans analizleri 9/30/13 29
EI(FJ E z7 Yeni Grup Üyeleri,Ğ Z 7> Ğ z b Z Ğ < Z ^h hz^ > DĞ ^h b/ PQz dğ mğğ'qr7dğ mğğ'qs<dk < mğğ?,>;:?6u?2$&+"0;12& 7.%,%6" /E I+4@% (2, F200">%4 J3:%4"&%,$ 5 EI(FJH' E947:+ EĞĞ O%4*%A" /FJKVH 5 L+>42, /I+4@% L+>42, F200">%4 5 ILFH Ğ %,%4B"0" :42$2,5:42$2, 9% "62, &+>>%,", >747&7,7 9% %94%,", ",1%0%6%, >%,%6>"4; 0C ĞĞ #$$$ W", ĞĞ ="0"&!$ #2,717,>+ 8++0"6%$% Ğ; EI(FJ >%,%6" *799%$ "0% ĞĞĞ &+>>%,", ĞĞ +,0+6+="0&%6" ; EI(FJ' ILFW>%*" #2,717 7A+6 9% A+&+,>+*" Ğ %, 9%4"&0" ĞĞ ĞĞ ; G7 EI(FJ >%,%6",", Ğ?%4 ="4" ="0@"0%4 #7,+, $":$% +0$ ĞĞ =707,74; G7 EI(FJ +0$ ĞĞĞ 9% =7 ĞĞĞ ;!%?C%#$ DB2?>E2? F% GEB93E2?) V24&+0 9% Ğ ĞĞĞ *7+4* 9% @072,0+4 *799%$", %$*"#"60% Ğ Ğ ; EĞĞ &+>>% 9%X9%6+ "*%, *799%$ :%4>%0%,"4 9% &+>>%,", Y7+4*5Z072, W /[Z-H 20+4+* 6%," ="4 &%6>+,+ @%0"4; Y'W :+$0+&+>+, #$ < #2,4+' 9% Ğ %94%,", "0* %94%0%4",>% ĞĞ; J94%," 9% 2,7, 8"A"*#%0 ĞĞ $+& 20+4+* +,0+6+="0&%* &+>>%,", "0* >747&7 20+, [Z- 9% =7,%>%,0% ĞĞ Y'W @%4%*&%*$%>"4; Z "62, Ğ 9% ĞĞ *799%$0% ĞĞĞ?+>42,"* &+>>%,", ĞĞ 0+=24+$79+4 ",1%0%,&%#",% 20+,+* $%* ; G7 &+>>%,", >747&7 20+, [Z- $%*4+4 @%4" Ğ =%*0%,&%*$%>"4; 1. Prof. Dr. Ali Okatan: KTO Karatay Üniversitesi Grup Lideri 2. Dr. Necati Vardar (KTO): Grid Sistemi zğ %,%4B"0" 9% ĞĞ *7+4* 9% #%4=%#$ ; >/ ĞĞ Ğ!"#"""#$%&!' ĞĞ ĞĞ Ğ Ğ 3. Çiğdem Yaşar (İTÜ): YL öğrencisi Danışmanlar: Prof. Dr. Cenap Özben (İTÜ)-Ayben Karasu Uysal Termal Model Analizleri 12&23 7 ĞĞ (45) )-F' "A0%4",", 6%,">%, 9% %,%4B" ĞĞ 6+:+, +,+ ĞĞ; EI(FJ dw %, )-F ĞĞ 9% $2:0+& +*$"8 0!36 %! >"4; z ="4 =7 @+A >207?+1&% Ğ Ğ 620 =267,1+ "62,"A% %>%4; G7 "62,"A+#62, #2,717 %0%*$42, 9% "62,0+4 76@70+,+, %0%*$4"* 9% &+@,%$"* %$*"#"60% ĞĞ; G7 +,2$ 9% *+$2$$+ ="4"*&%#"60% #",6+0 Ğ; )-F Ğ @"4%, ="4"& 620 =267,1+ %,%4B" *+6=%>%4 /-.+-/H 9% =7 %,%4B"?%4 #:%#"8"*$"4; ĞĞ ; 7 7ĞĞ!"#$%&" '(!) 7 7ĞĞ!"#$%&"' ()! ĞĞ! *+$&+,!-. /!"0"12, -"3%0.%$%1$245!"0"#67& -"*#%0 ĞĞ! *+$&+,!.. /!"0"12,.4"8$.%$%1$245!"0"#67& ^ĞĞ ĞĞ 9%! *+$&+,!!. /!"0"12,!$4":.%$%1$245!"0"#67& bğ ĞĞ ĞĞĞĞ ; /d^ ĞĞĞ < *+ "" ĞĞĞ ĞĞĞ *2,7&7 20+, ="4",1"0 9%4$%*#0%4", #$$ % Ğ >+?+ "6" ="4 Ğ =%0"40%,&%#"',+ ="4",1"0 9%4$%*#$% & 9% ' Ğ "0%?":%42,0+4 @"=" 7A7, =2A7,&+ *2,7&7 20+, "*",1"0 9%4$%*#0%4", 6%,">%, -+ dw Ğ 9% &2&%,$7&7 #$$ ()*+, ="4"& 620>+*" %,%4B" *+6=%$&% ĞĞ /-.+-/ Ğ "A0%,&%#" 9% ; zğ A9&%3$B& W d ĞĞ @A4':) LO-(.' ĞĞ ; z ="4 24$+&>+*" 2 24$+&>+*" >+?+ %0%*$42&+@,%$"* 4+>6+#62, 6+6+4 9% ĞĞ ; LO-(. ĞĞ )-F' ()! 9% dk& >%>%*#"62, >+?+ &2&%,$7&07 =%0"40%,&%#",>% Ğ; -"2,5*+2, 0 @)*+, Ğ ĞĞ *+>+4 "*%, :42$2,5*+2, 6 @)*+, Ğ ; LO-(. ĞĞ $2:0+& +*$"8 ## >"4; z & Ğ Ğ ĞĞ #2,717' ĞĞ 4+>6+#62,7'?%4 ="4" O70$"5T"4% -+> F?+&=%4# /OT-FH "0% : +>%$ G<H 82$2*+$2>7 "0% ; 4. Hande Erdebil (YTÜ): YL Öğrencisi Danışmanlar: Prof. Dr. Metin Subaşı (YTÜ)-Ayben Karasu Uysal Termal Model ve simülasyon veri ile rezonans analizleri 'Ğ 62782#893 ĞĞ (6:) G7 ĞĞ &2&%,$7&7 # @)*+, ĞĞ ĞĞ ; K+>6+0 *2,7&7 A B!9$,% "0% A B 0:$,% ; )-F "0% 767&07 #4 Ğ ; )2:0+& #3#C ( +>%$ ; K D) K 246+#67 @+A "0% >207>740+4; )2:0+& +*$"8 :0C >"4; G7 ĞĞ C *+$&+,>+, ; L%4 >"%0%*$4"* #+="$" ; zğ dz Ğ Ğ =7 *+$&+,0+4>+, ĞĞĞ D ĞĞ ="4 4+>6+#62, 6+6+4; G7 4+>6+#62,7, =%0"40%,%="0"4; h ĞĞ (;<) dz ĞĞ =707,+, 9% 0:$5 A 5099,% Ğ *+:#+6+, )MN ĞĞ +*$"8 #1# %! >"4 9% #64$$$ ; #4 Ğ ; &2&%,$7&07 9% Ğ ĞĞĞ 9% =7 ="0@">%, 6+4+40+,+4+* ; O2&%,$7&!36 @)*+, Ğ *+>+4 20+, :"2, 9% *+2,0+4 "0% 1 @)*+, Ğ *+>+4 20+, :42$2, 9% ; EI(FJ' )MN #"#$%&",>% O70$"@+: K%#"#$"9% -0+$% F?+&=%4# /OK-FH >%,"0%, ĞĞĞ ;./ ĞĞ) CDE 9% CDF 20+4+* "*" Ğ =7 ĞĞ :0+#$"* ĞĞ ; CDE' &72, #:%*$42&%$4%#",", 9% ĞĞĞ 01$,% 2!34563#78 CDF "#% &72, #:%*$42&%$4%#",", Ğ 24"B",>%, 9$,% 03:5#3:7 ; -0+#$"* A+&+, Ğ # ;< Ğ >+?+ "6">"4; G7 ĞĞĞ CD ĞĞ Ğ < *+ &%4*%A" Ğ ĞĞĞ &","&7& ="+# $%$"*0%&%#"," 6+:&+* /$4"@@%4H',+ =>?=> ĞĞ =%0"40%,&%#"' -+ Ğ Ğ 0+ >%&%$5@+A 8"0$4%0%&%*; 9/30/13 (/ ĞĞ) CD @"=" "*" Ğ =707,+, =7 ĞĞ $2:0+&!1 +>%$ ĞĞ ; )DE ĞĞ :2A"$"8 A %*#%," Ğ ĞĞĞ 0:6,% 213C# 5139!73 )DF "#%,%@+$"8 A %*#%,",>% 9%?:!3:,% Ğ 203!45!39:73 )D ĞĞ CD "0% ="40"*$% $%$"*0%&% #",6+0" ; <9$93!=%>$?9&%$?%#" 4@;!) -LM!' Ğ =>EF1 *4"#$+00%4",>%, ="4 %0%*$42&+@,%$"* *+024"&%$4%>"4; G7 *4"#$+0 %,%4B"0%4>% ="0% "6" ="4 Ğ #+?":$"4; J0%*$42, 9% 82$2,0+4 =7 24$+&>+, ĞĞĞ &"*$+4>+ "*",1"0 %0%*$42,5:2A"$42, 9% ĞĞ @%0%, 82$2,7, %,%4B"#" Ğ; -LM! >%&%$ %*#%,",>%, AB1:$,% ; #+>%1% $3#! 9% B #$$ >% =707,74;."4%*$ 82$2,0+4 "0%' $ 9% @"=" Ğ =2A7,&+ 20+, =%0"40%,&%#" +,+ ; )2:0+& 4 %! >"4 9% =7 +0+,>+ #:9!$ *4"#$+0 ; P H9EEB> ĞĞ <A:) 6#!$$ +>%$ #"0"#67& ĞĞ =7 ĞĞ /d^!-. "0% ="40"*$% =2007* ="0@"#"," 031 5 #3: IJ) #3: 5 63# ĞĞ 9%4"4; ĞĞ 01$,% ; 30
Physics Summary ALICE is in good shape -ALICE particle identification shows an excellent performance. -ALICE is also very well set up for the detection of rare stable particles, e.g. light anti- or hyper-nuclei. pp reference data are well measured The first PbPb collisions brought a wealth of results: Fireball at LHC larger and longer-lived compared to RHIC Confirmed very low viscosity of QGP 9/30/13 31
Özet-ALICE Türk Grubu 2006 yılında ALICE ile tanışıldı 2007 de YTÜ ALICE in ilk Türk kısmi üyesi oldu Grup Lideri: Prof. Dr. Metin SUBAŞI -Mesut Arslandok yaz okulu öğrencisi olarak CERN e gitti. -Frankfurt Üniversitesinde YL yaptı (TPC). -Doktorası 2014 yılında bitecek (TPC ve veri analizi). -Ayben Karasu Uysal CERN takım lideri Prof. Dr. Jean- Pierre Revol ve Prof. Dr. Metin Subaşı nın danışmanlığında doktora tezini tamamladı (2011). -2010-2012 arasında ALICE NMS fonu ile 3 farklı grubun makale hazırlama üyesi oldu. -Rezonans analizleri makale hazırlama grubu üyesi. 9/30/13 32
Özet-ALICE Türk Grubu 27 Ağustos 2013 tarihinde KTO Karatay Üniversitesi, ALICE e tam üye olan ilk Türk Üniversitesi oldu. Grup Lideri: Prof. Dr. Ali OKATAN -Hedef-1: Grid noktası olmak ve dedektör elektroniği tasarımları yapmak. -Hedef-2: ALICE deneyinin teorik çalışmalarını yürütmek (2 YL öğrencisi ile). -Hedef-3: Yeni grup üyeleri ile analiz çalışmalarını genişletmek. 9/30/13 33
9/30/13 IZYEF- A.Karasu 34 34