Jet and Flow analysis at RHIC and LHC
ShinIchi Esumi
Inst. of Physics, Univ. of Tsukuba	

Source	  size/shape	  measurement	  with	  HBT	  Energy	  loss	  and	  jet	  quenching	  Small	  but	  high	  mul>plicity	  system	  Interplay	  between	  so@	  and	  hard	  rela>on	  to	  collec>ve	  event	  anisotropy	  23/Jun/2013,	  Matsumoto	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

1	Source	  geometry	  (size,	  shape	  and	  >me	  dura>on)	  at	  the	  end	  of	  freeze-­‐out	  via	  two	  par>cle	  quantum	  interferometry	  (HBT	  measurement)	  	  RT-­‐side,	  	  RT-­‐out	  vs	  (φ-Φ2),	  (φ-Φ3)	  RT-­‐sideoscill.	  <	  RT-­‐outoscill.	  	  for	  n=2,3	  (central)	  together	  with	  vn(pT)PID	  ﬁ[ng	  with	  Blast	  Wave	  23/Jun/2013,	  Matsumoto	

筑波大、新井田貴文	
pT1	  side	  view	  size	  qT-­‐side	  :	  RT-­‐side	  pT2	  depth	  +	  >me	  dura>on	  qT-­‐out	  :	  RT-­‐out	  	  PHENIX	  Preliminary,	  QM12	  ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

2		  PHENIX,	  QM12	  extracted	  by	  BW	  ﬁ[ng	  	  with	  spectra	  +	  v2,3,4	  of	  π,K,p	  extracted	  from	  RTside	  by	  ππ	  HBT	  23/Jun/2013,	  Matsumoto	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

3	Energy loss (jet quenching)in QGP	jet	  p	  p	  Au	  q	  γ	Au	  Phys.	  Rev.	  Lea.	  91,	  072304	  (2003)	  23/Jun/2013,	  Matsumoto	

central	  Au+Au	  arXiv:	  1208.2254	  PRL109,	  152302	  (2012)	  ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

4	peripheral	

central	Di-­‐jet	  asymmetry	  :	  AJ	  LHC-­‐ATLAS,	  arXiv	  :	  1208.1967v2	

23/Jun/2013,	  Matsumoto	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

5	

Re-distribution of the lost energy from the jet quenching	

LHC-­‐CMS,	  PRC84	  (2011)	  024906	

Use	  photons,	  Jets,	  single	  hadrons	  	  as	  trigger	  in	  order	  to	  look	  at	  	  	  correlated	  associa>on	  emission	

Mul>-­‐par>cle	  correla>on	  like	  2+1	  par>cle	  	  correla>on	  analysis	  (Trig1,	  Trig2,	  Asso)	  can	  be	  	  used	  as	  largely	  modiﬁed	  jet	  and	  di-­‐jet	  signal.	  	  Trig1	
Trig1	
Asso	Asso	Trig2	
Trig2	

Trig1	

Trig2	

Asso	

Use	  “Trig2	  rela>ve	  to	  Trig1”	  as	  jet	  trigger	  condi>on,	  	  and	  look	  at	  distribu>on	  :	  	  “Associate	  rela>ve	  to	  Trig1”	  without	  jet-­‐reconstruc>on	  bias	  23/Jun/2013,	  Matsumoto	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

7	

Background	  Fluctua>on	  in	  Jet	  energy	

pTJet	  =	  pTrec.	  Jet	  	  –	  ρ	  Arearec.	  Jet	  	LHC-­‐ALICE,	  JHEP03	  (2012)	  053	

δpT	  =	  Σran.	  pT	  –	  ρ	  A	Area(πR2)~0.5	  for	  R~0.4	
23/Jun/2013,	  Matsumoto	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

8	Event	  plane	  and	  pT	  threshold	  eﬀects	  on	  	  Jet	  energy	  determina>on	
LHC-­‐ALICE,	  JHEP03	  (2012)	  053	

23/Jun/2013,	  Matsumoto	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

9	Energy	  resolu>on	  of	  Jet	  energy	

23/Jun/2013,	  Matsumoto	

LHC-­‐ATLAS,	  arXiv	  :	  1208.1967v2	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

10	Jet	  cone	  radius	  dependence	  of	  ﬂuctua>on	

23/Jun/2013,	  Matsumoto	

LHC-­‐ATLAS,	  arXiv	  :	  1208.1967v2	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

11	

LHC-­‐ATLAS,	  arXiv	  :	  1208.1967v2	

23/Jun/2013,	  Matsumoto	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

12	High	  mult.	  p+A	  	A	  small	  but	  high-­‐temperature/density	  system	  might	  be	  created	  in	  high	  mul>plicity	  pp	  and	  pA	  collisions…	  Are	  they	  collec>ve/expanding?	  

Min.	  bias	  p+p	High	  mult.	  p+p	

A+A	

2 particle correlation w.r.t. collision geometry and expansion 	-­‐	  strong	  Φ2	  dependence	  and	  le@/right	  asymmetry	  (coupled	  with	  energy	  loss	  and	  ﬂow)	  -­‐	  broad	  out-­‐of-­‐plane	  correla>on	  enhanced	  more	  in	  central	  (redistribu>on	  and	  expansion)	  -­‐	  weak	  Φ3	  dependence	  mid-­‐central	  40-­‐50%	  筑波大、	  轟木貴人	

central	  0-­‐10%	  Φ2	  Φ3	  central	  0-­‐10%	  PHENIX	  Preliminary,	  QM12	  Au+Au	  200GeV,	  hadron-­‐hadron	  pT	  :	  (2~4)Trig	  x	  (1~2)Asso	  (GeV/c)	  23/Jun/2013,	  Matsumoto	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

14	

QM09:	  J.	  Konzer	  Y(|∆η|>0.7) = Ridge + away-side two-Gaussian

Au+Au	  20-­‐60%	  Jet = Y(|∆η|<0.7) – Acceptance*Y(|∆η|>0.7)
φS~0	  STAR Preliminary
3<pTTrig<4	  GeV/c	  1<pTAssoc<1.5	  GeV/c	  |∆η|>0.7	  φS~90	  Ridge	  contributes	  v2	  and	  is	  asymmetric	  in	  Δφ	  Ridge	  Jet	  ∆φ = φassoc-φTrig
23/Jun/2013,	  Matsumoto	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

15	Associate	  yield	  per	  trigger	  with	  AMPT	  simula>on	-2	ηTrig	

2	bimp	  =	  0	  -­‐	  4	  fm	ηTrig	

beam	

Look at asymmetryin Δη	  =	  ηAsso	  –	  ηTrig	  associate η distribution
with respect to trigger η 	bimp	  =	  4	  -­‐	  10	  fm	bimp	  =	  10	  -­‐	  fm	-­‐4	  -­‐2	  	  0	  	  2	  	  4	23/Jun/2013,	  Matsumoto	|Δφ| <	  π/4 near side|Δφ| >	  π/4 away sideΔη	  =	  ηAsso	  -­‐	  ηTrig	
ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

-­‐4	  -­‐2	  	  0	  	  2	  	  4	
16	Summary	  	  Source	  size/shape	  measurement	  with	  HBT	  Energy	  loss	  and	  jet	  quenching	  Small	  but	  high	  mul>plicity	  system	  Interplay	  between	  so@	  and	  hard	  rela>on	  to	  collec>ve	  event	  anisotropy	  23/Jun/2013,	  Matsumoto	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

17	

23/Jun/2013,	  Matsumoto	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

18		  PHENIX,	  QM12	  mid-­‐central	  collisions	  23/Jun/2013,	  Matsumoto	-­‐	  strong	  Φ2	  dependence	  and	  le@/right	  asymmetry	  	  	  	  coupling	  with	  geometry	  and/or	  expansion	  -­‐	  almost	  no	  Φ3	  dependence	  (poor	  Φ3	  resolu>on)	  ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

19		  PHENIX,	  QM12	  central	  collisions	  23/Jun/2013,	  Matsumoto	-­‐	  out-­‐of-­‐plane	  correla>on	  enhanced	  	  	  	  (strong	  jet	  quenching	  and	  collec>ve	  expansion)	  -­‐	  some	  weak	  Φ3	  dependence	  ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

20	Y(|∆η|>0.7) = back-to-back 2 ridges + away-side two-(left/right) Gaussian

23/Jun/2013,	  Matsumoto	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

21