Measurement	  of	  Direct	  Photon	  Higher	  Order	  Azimuthal	  Anisotropy	  	  	  in	  √sNN	  =	  200GeV	  Au+Au	  Collisions	  at	  RHIC-­‐PHENIX	  	  Sanshiro	  Mizuno	  (University	  of	  Tsukuba)	  sanshiro@bnl.gov	

Introduc0on	

Direct	  photon:	  all	  photons	  except	  those	  coming	  from	  	  hadron	  decays.	  
They	  are	  powerful	  tools	  to	  study	  the	  QGP.	  
Freeze-­‐out	  Hydrodynamics	  	ü Do	  not	  strongly	  interact	  with	  the	  medium	  Hard	  sca\ering	
Hadroniza0on	
Thermaliza0on	
Hadron	ü Created	  during	  all	  stages	  Photon	Collision	

QGP	

arXiv:1405.3940(2014)	

Hadron	  Gas	  (HG)		  Emiied	  angle	  of	  photons	  	  Direct	  photon	  pT	  spectra	  and	  v2	  have	  been	  measured.	   ΨP.R.L.	  109,	  122302(2012)	
Ψwith	  respect	  to	  event	  plane	  	  • Large	  excess	  of	  photon	  yield	  in	  Au+Au	  (Ψn)	  is	  measured.	  
It	  could	  provide	  properIes	  	  • High	  eﬀecIve	  temperature	  (240	  MeV)	  of	  the	  evoluIon	  of	  the	  	  • Large	  v2	  comparable	  with	  hadron	  v2	  medium.	
Signiﬁcant	  theoreIcal	  eﬀorts	  are	  begin	  made	  to	  explain	  both	  yield	  and	  v2	  simultaneously.	  
Direct	  photon	  v3	  origina0ng	  from	  the	  ini0al	  geometry	  ﬂuctua0on	  may	  help	  disentangling	  diﬀerent	  sources	  of	  photons.	  
2	3	Analysis	  Flow	

Results	

Photons	  and	  neutral	  pions	  are	  reconstructed	  by	  	  ElectromagneIc	  calorimeter	  (|η|	  <	  0.35).	  
Event	  Plane	  (Ψn)	  is	  deﬁned	  by	  ReacIon	  Plane	  	  detector	  (RxN)	  (1	  <	  |η|	  <	  2.8).	  

0.1 π v30020-20(%)

0.2

T24p (GeV/c)
TDecay	  photon	  vn	  is	  simulated	  from	  mesons	  such	  as	  η,	  	  ω,	  ρ,	  η’	  which	  are	  esImated	  from	  pion.	  
• pT	  spectra	  :	  mT	  scaling	  q
2
22
p=
p+
M
MT,mesonmeson	  pionT,pion• vn	  :	  the	  number	  of	  consItuent	  quark	  scaling	  (NCQ)	  r⇣q

pT,meson =

10−3

⌘2

0.05

0

10

10−12
5

10

1520p (GeV/c)

05T

0100p (GeV/c)

510p (GeV/c)
T

0.05

02-0.12.52240p (GeV/c)

240pT(GeV/c)

24p (GeV/c)
T• Centrality	  dependence	  is	  similar.	  
• Photon	  vn	  could	  be	  developed	  both	  at	  ini0al	  	  stage	  and	  expansion	  of	  medium	  (like	  hadron	  vn).	
0.2

Direct photon v2 (20-40 %)

0.2

0.15

0.15

0.1

0.1

0.05

0.05

12

34p (GeV/c)

Direct photon v3 (20-40 %)

0012

T

Calorimeter
External conversion
virtual photon

0-20 %
Rγ =Ninc./Ndec.

1.5

34p (GeV/c)
TCalorimeter
ConversionPRC 84,054906 (a)Fireball	  PRC 84,054906 (b)phenomenological	  model	  Transport	  model	  (PHSD)	  PRC 89,034908
MagneIc	  ﬁeld	  only	  *3	PRD 89,026013
Hydro. (MCGlb+η/s=0.08)*1	
Hydro. (MCKLN+η/s=0.20)*2	
Hydro. (3+1D)*1	  :	  Private	  communicaIon	  with	  Chun	  Shen	  *2	  :	  Private	  communicaIon	  with	  Jean-­‐Francois	  *3	  :	  MagneIc	  ﬁeld	  only	  yields	  a	  parIal	  contribuIon	  of	  whole	  v2	  	• The	  models	  including	  photons	  from	  late	  stage	  	  rela0vely	  describe	  experimental	  measurement.	  

1.41.2
10.05

1024p (GeV/c)
T000-0.1

00RγRγ0-­‐60%	  centrality	  AuAu	  200GeV	  E.P.	  :	  RxN(I+O)	

0.1

γinc.	  γdec.	

-0.1
Tv2

arXiv:1412.1038	  Tv
3	0.150.10

ü Comparison	  with	  model	  calcula0ons	ü Decay	  photon	  and	  inclusive	  photon	  vn	v
2	0.1502
MmesonThesis Results−9T

Au+Au PH ENIX0.2
200GeV preliminary

000.05

Neutral pionηωρ
η'0.20.1

0.1104p (GeV/c)

40-60(%)

0.1

meson v3 spectra 0-20 %0.1pion × 1.0
η × 0.1
ω × 0.01
ρ × 0.001
η' × 0.0001−60Mpion + Mmeson

meson v2 spectra 0-20 %Estimation

20.1

v3

π × 1.0π± × 1.0
η × 0.1
ω × 0.01

2p2T,pion + Mpion

v2

TResults
01TdN
1
2π p dydp

10

meson pT spectra 0-20 %020-40(%)γ dir. v3
E.P. : RxN(I+O)

v3

040pT(GeV/c)

2preliminaryü Centrality	  dependence	  at	  pT	  <	  6	  GeV/c	

preliminary

040p (GeV/c)

4p (GeV/c)• photon	  v3	  ≈	  hadron	  v3	  at	  pT=2-­‐3GeV/c	  PH ENIX

Au+Au 200GeV
E.P. : RxN(I+O)

1043

2T

0.05

0.05

v3

v30v3

0.05

00v3

γinc.

0.05

0.1

0.1

Au+Au

PH ENIX

200GeV

0.0540-60(%)

γ dir. v3 (RxN(In)+MPC)

v3

00.1

preliminary

Au+Au

v320-40(%)

PH ENIX

200GeVn)v3v30-20(%)

γ dir. v3 (RxN(I+O))

0.1n )}itrueobs.
vn = vn /Res(0-60(%)

v3vn = hcos {n(0-60(%)

40pT(GeV/c)

24pT(GeV/c)

510p (GeV/c)

P.R.L.	  94,	  232301	   TarXiv:1405.3940	  P.R.L.	  104,	  132301	

dir.	  vn	  	  	  	  	  	  :	  Direct	  photon	  vn	  Direct	  photon	  vn	  is	  extracted.	   inc.
v	  n	  	  	  	  	  	  :	  Inclusive	  photon	  vn	  inc.
dec.
dec.
Rv
v
nnv	  n	  	  	  	  	  	  :	  Decay	  photon	  vn	  dir.
vn =R	  	  	  	  	  	  	  :	  Photon	  excess	  over	  	  R1	  	  	  	  	  	  	  	  	  known	  BG	  photons	

Conclusion	
• PosiIve	  and	  non-­‐zero	  photon	  v3	  is	  measured	  in	  low	  pT.	  
• Centrality	  dependence	  of	  photon	  vn	  is	  similar	  to	  that	  of	  	  hadron	  vn	  at	  pT	  =	  2-­‐3	  GeV/c.	  
• Photon	  vn	  could	  be	  described	  by	  the	  models	  that	  take	  	  photons	  from	  late	  stage	  into	  account.