Heavy ion collisions, quark-gluon plasma, particle identification
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)
100 %
Panel
Physics 1
Department or equivalent
Theoretical Physics Department (Wigner Research Centre for Physics)
Participants
Barnaföldi, Gergely Gábor Boldizsár, László Fodor, Zoltán Futó, Endre Molnár, Levente
Starting date
2007-01-01
Closing date
2008-12-31
Funding (in million HUF)
3.000
FTE (full time equivalent)
0.70
state
closed project
Summary in Hungarian
Jelen pályázattal a már futó NK 62044 projektet (2006-2008) szeretnénk kiterjeszteni. Ebben a projektben a kitűzött célunk a rövidesen induló CERN LHC (Large Hadronic Collider) gyorsító nehézion ütközéseiben keletkező nagy transzverzális impulzusú töltött hadronok kísérleti azonosítása és a kapott spektrumok elméleti vizsgálata volt. A magyar csoport tagja az ALICE együttműködésnek és a HMPID detektor körüli aktivitásban veszünk részt. Jelen pályázatal az eddigi anyagi forrásaink 10 %-os megnövelését szeretnénk elérni, amely összeget a VHMPID detektor körül felmerült extra költségek fedezésére szeretnénk fordítani. Egyrészt a VHMPID (Very High Momentum Particle Identification Detector) szimulációs munkái során kiderült, hogy megnövelhetjük a tervezett detektor hatékonyságát egy gyors trigger-egység kifejlesztésével. A gyorsítóban minden másodpercben 8000 ólom-ólom ütközés történik, a centrality trigger ebből 4000-et hagy meg. Ha a legcentrálisabb eseményeket (0-10 % centrality) tekintjük, akkor marad 400 esemény. Azonban az adatrögzítő rendszer csupán 40 eseményt tud máasodpercenként kimenteni későbbi fizikai feldolgozásra. Hogy a 400-ból mely 40 esemény a legértékesebb számunkra, ezt tudja egy nagy-impulzusú részecskékre kihegyezett trigger megmondani. Ezt a részegységet szeretnénk még kifejleszteni az extra támogatásból. Eredményeink felkeltették az olasz, finn és orosz kollégák figyelmét is. Ha befejezik az eddigi konstrukciós munkáikat, akkor szívesen csatlakoznának a VHMPID projektünkhöz. Több meghívást kaptunk, hogy ismertessük eredményeinket, azonban ezt nem tudjuk a jelen pályázatból finanszírozni. A VHMPID teljes kiépítése szempontjából viszont fontos lennének ezek a látogatások, ezért szeretnénk extra utazási támogatást is kapni.
Summary
Our proposal is the extension of the running NK 62044 project (2006-2008), which has the basic aim to identify experimentally and investigate theoretically the charged hadrons produced with high transverse momentum in ultrarelativistic heavy ion collisions at the CERN LHC (Large Hadronic Collider) accelerator. The Hungarian team is member of the ALICE collaboration, especially we participate in the HMPID detector collaboration. The aim of the extension of our running project and the application for extra financial fund (which is 10 % of the original support of the project NK 62044) is connected to the progresses reached in the evaluation of our basic project connected to the VHMPID detector and can be summarized in the following: During the simulation work for the VHMPID (Very High Momentum Particle Identifiation Detector) we have realized a possibility to increase the performance of the planned detector, which connected to the development of a high-pT trigger unit. In every seconds 8000 lead-lead collisions will happen inside the ALICE detector, and potentially 4000 can be analysed with centrality trigger. This means that we can select the 400 most central (< 10 % centrality) lead-lead collisions. However, only 40 events can be recorded after preselection and saved for later analysis. We could use these 40 events for physical analysis. However, it is not clear, which 40 events from 400 will contain charged particles with high transverse momenta. A fast high-pT trigger can improve the capability of the VHMPID detector by a factor of 10. We need to built such a trigger. Our results induced an increased interest in the Italian, Finnish and Russian teams, who have been constructed so far other detector parts of the ALICE. As they finish their construction activity, they would like to join to our initiative and build the VHMPID. We have received invitations to visit these groups and exchange our experiences, which can not be financed from the NK62044 project.
Final report
Results in Hungarian
Ez a projekt az NK62044 (2006-2009) OTKA projektben folytatott kutatásokat egészítette ki, amely kutatási téma alapcélja a nagy impulzusú töltött részecskék kísérleti azonosítása és a kapott adatok elméleti értelmezése volt LHC energián történő proton-proton és nehézion ütközéseben. Az OTKA által biztosított anyagi forrás lehetővé tette az olasz kollégákkal folytatott kísérleti együttműködésünk intenzitásának növelését. Igy sikeresen folytattuk a Bari Egyetemen és a CERN-ben dolgozó kollégákkal a tervezett VHMPID (Very High Momentum Particle Identification Detector) detektorhoz kapcsolódó K+F fejlesztések elvégzését (pl. az olasz kollégák Budapestre látogattak 2007-ben). Hasonló módon együtt installáltuk és együtt üzemeltettük a HMPID detektort (High Momentum Particle Identification Detector) az LHC ALICE együttműködésen belül. 2008 nyarán sikeres kozmikus tesztméréseket végeztünk. Az LHC elindulásának eltolódása lehetővé tette számunkra, hogy kiterjedt elméleti vizsgálatokat folytathassunk a nagy impulzusú részecskék keletkezéséről, valamint folytathassuk a kísérleti adatok analízisére való felkészülést. Összességében 3 kísérleti összefoglalót és 12 elméleti cikket publikáltunk. Budapesten, az MTA KFKI RMKI-ban tovább folytattuk a VHMPID detektor építését és 2008 májusban sikeres teszteket végeztünk az elkészült prototípusokkal a CERN PS gyorsító 6 GeV/c másodlagos pion nyalábjánál.
Results in English
This project was an extension of the OTKA project NK 62044 (2006-2009), which has the basic aim to identify experimentally and investigate theoretically charged hadrons produced with high transverse momentum in ultrarelativistic proton-proton and heavy ion collisions at the LHC accelerator. The received financial support has been spent to strengthen our collaboration with the Italian partner from Bari University and the CERN on the R&D activity for the planned VHMPID (Very High Momentum Particle Identification Detector) and to support the running of the mutually built and managed HMPID (High Momentum Particle Identification Detector). HMPID has been installed and comissioned in 2007-2008 at CERN and it was ready to start data collection. Because of the technical difficulties appeared at CERN have shifted the starting date to 2009, finally no p+p data has been collected in 2008. However, successfull cosmic ray tests have been performed during the Summer of 2008. We have participated on these tests and have supported the operation of the HMPID. A consequence of the delay was to have more time to perform theoretical model building and analysis. We have published 3 experimental summaries about the HMPID detector and 12 theoretical papers related to ALICE physics. We have continued our R&D activity on the construction of the VHMPID and performed beam tests at CERN PS on the prototypes, constructed in Budapest at the MTA KFKI RMKI.
Barnaföldi GG, Fai G, Levai P, Cole BA, Papp G: Is Strangeness Still Strange at the LHC?, Journal of Physics G 35, 044057, 2008
Barnaföldi GG, Fai G, Levai P, Cole BA, Papp G: Cold nuclear modifications at RHIC and LHC, Submitted to Journal of Physics G [arXiv: 0805.3360 hep-ph], 2008
Barnaföldi GG, Adeluyi A, Fai G, Levai P, Papp G: Prospect of rapidity asymmetry and nuclear modifications, arXiv:0807.3384 [hep-ph] (Proc. of the 24th Winter Workshop, on Nuclear Dynamics, South Padre Island, Texas, USA, 2009
Adeluyi A, Barnaföldi GG, Fai G, Levai P: Prospect of rapidity asymmetry and nuclear modifications, Submitted to Physical Review C, arXiv:0808.0682 [hep-ph], 2009
Barnaföldi GG, Fai G, Levai P, Cole BA, Papp G: Cold nuclear modifications at RHIC and LHC, Submitted to Journal of Physics G, arXiv: 0805.3360 [hep-ph], 2009
Hamar G, Varga D: Thick-GEM based trigger detector development for ALICE, Proceedings of the IEEE Micropattern Detector Conference, Dresden, 2008 October, 2008
Di Bari D, Mastroserio A, Molnar L, Nappi E, Perrino D, Volpe V: Contribution of the HMPID detector to the high-pT physics at LHC, American Institute of Physics AIP Proceedings 964, 218 (2007), 2007
Molnar L for the ALICE HMPID Collaboration: The ALICE HMPID detector ready for collisions at the LHC, Nuclear Instruments and Methods A 595, 27-30, 2008
Barnaföldi GG, Fai G, Levai P, Papp G, Cole BA: Where does the energy loss lose strength?, Journal of Physics G 35, 104066, 2008
Hamar G, Levai P: Resonance production in a quark coalescence framework, Journal of Physics G35, 104075, 2008
Hamar G, Zhu LL, Csizmadia P, Levai P: The robustness of quasiparticle coalescence in quark matter, European Physical Journal ST 155, 67-74, 2008
Hamar G, Zhu LL, Csizmadia P, Levai P: Strange hadron yields and ratios in heavy ion collisions at RHIC energy, Journal of Physics G 35, 044067, 2008
Levai P: Strange hadron ratios from quark coalescence at RHIC and LHC, Journal of Physics G 35, 044041, 2008
Levai P, Barnaföldi GG, Fai G: The proton-to-pion ratio and the near-side jet correlation in pp and AA collisions, Journal of Physics G35, 104111, 2008
Skokov VV, Levai P: Transverse and longitudinal momentum spectra of fermions produced in strong SU(2) fields, Physical Review D78, 054004, 2008
