Emission	  angle	  and	  par/cle	  mass	  	  dependence	  of	  HBT	  interferometry	  	  in	  Au+Au	  collisions	  at	  	  	  sNN	  	  =	  200	  GeV	  ShinIchi	  Esumi	  for	  the	  PHENIX	  collabora/on	  Inst.	  of	  Physics,	  Univ.	  of	  Tsukuba	  Contents	  • Experimental	  setup	  and	  analysis	  • HBT	  radius	  parameters	  between	  ππ	  and	  KK	  • Azimuthal	  dependent	  HBT	  radii	  w.r.t.	  Ψ2	  or	  Ψ3	  • A	  new	  ε2ﬁnal	  measurement	  with	  Q2-­‐vector	  event	  selec/on	  • Summary	  and	  outlook	

Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

1	Experimental	  setup	  and	  analysis	  centrality	  (BBC	  |η|=3-­‐3.9)	  	  event	  plane	  (RXN	  |η|=1-­‐2.8)	  	  charged	  par/cle	  tracking	  (|η|<0.35)	  	  π/K	  PID	  by	  EMcal-­‐TOF	  	  C2	  =	  P(p1,p2)	  /	  {P(p1)P(p2)}	  ∼	  1+	  |ρ~(q)|2	  	  	  	  	  	  =	  C core	  +	  C halo	  22	  	  	  	  	  =	  [λ (1+G)	  Fcoul]	  +	  [1-­‐λ]	  G	  =	  exp(-­‐	  Rs2qs2	  -­‐	  Ro2qo2	  -­‐	  RL2qL2	  -­‐	  2Ros2qoqs)	  	  s 	  :	  (sideward)	  geometrical	  size	  o 	  :	  (outward)	  geometry	  and	  /me	  dura/on	  L 	  :	  (longitudinal)	  beam	  direc/on	  os 	  :	  outward-­‐sideward	  cross	  term	  Fcoul	  :	  coulomb	  correc/on	  factor	  λ 	  :	  frac/on	  of	  pairs	  in	  the	  core	
beam	  direc/on	  Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

LCMS	  frame	  	  (pz1+pz2=0)	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

2	mT	  dependence	  of	  3D	  HBT	  radii	  R	  [fm]	

Au+Au	  200	  GeV	  0-­‐10	  %	Au+Au	  200	  GeV	  40-­‐70	  %	mT	  	  =	  	  	  kT2	  +	  m2	1.	  strong	  mT	  dependence	  indicates	  strong	  radial	  ﬂow	  in	  central	  collisions	  2.	  breaking	  of	  the	  mT	  scaling	  between	  π	  and	  K	  (improved	  stat.	  +	  sys.	  error)	  Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

3	Rout/Rside	  ra/o	  vs	  mT	  for	  ππ	  and	  KK	  0.	  If	  Ro/Rs=1,	  then	  Δτ=0	  for	  sta/c	  source.	  
1.	  Ro/Rs∼1	  does	  not	  mean	  sudden	  freeze-­‐out	  for	  expanding	  source.	  	  2.	  possible	  indica/on	  of	  longer	  dura/on	  /me	  for	  K	  than	  for	  π	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

4	R2	  [fm2]	

PHENIX	  arXiv:1401.7680	  (accepted	  in	  PRL)	

Observa/on	  of	  Ellip/c	  modula/on	  Ro	Rs	E.P.	  resolu/on	  corrected.	

Rs2(φ)	  =	  Rs,02	  +	  2Rs,22	  cos(2φ)	  Ro2(φ)	  =	  Ro,02	  +	  2Ro,22	  cos(2φ)	  ε2ﬁnal	  :	  2Rs,22	  /	  Rs,02	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  -­‐2R 2	  /	  R 2	o,2o,0	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

Ro	
Rs	

φ	  –	  Ψ2	  [rad]	
Rs	
Ro	
ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

5	R2	  [fm2]	

PHENIX	  arXiv:1401.7680	  (accepted	  in	  PRL)	

Observa/on	  of	  Triangular	  modula/on	  Au+Au	  200GeV	  π+π+, π-π-	E.P.	  resolu/on	  corrected.	

Rs2(φ)	  =	  Rs,02	  +	  2Rs,32	  cos(3φ)	  Ro2(φ)	  =	  Ro,02	  +	  2Ro,32	  cos(3φ)	  ε3ﬁnal	  :	  2Rs,32	  /	  Rs,02	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  -­‐2R 2	  /	  R 2	o,3o,0	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	Ro	

Rs	φ	  –	  Ψ3	  [rad]	

Rs	 Ro	Rs	Ro	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

6	

ε2ﬁnal	  ∼ 0.5 ε2ini/al	  	  ε3ﬁnial	  ∼ 0	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

2Rs,n2	  /	  Rs,02	  π+π+ π-π-	Au+Au	  200	  GeV	εnﬁnal	

Rside	  modula/on	  	  	∼ εnﬁnal(geom.)	

εninit	  = εnﬁnal	  	  -­‐2Ro,n2	  /	  Ro,02	  ini/al	  -­‐>	  ﬁnal	  eccentricity	  (ε2ini/al	  -­‐>	  ε2ﬁnal)	  	  	  	  	  ini/al	  -­‐>	  ﬁnal	  triangularity	  	  (ε3ini/al	  -­‐>	  ε3ﬁnal)	  PHENIX	  arXiv:1401.7680	

Rout	  modula/on	  	  	∼ εnﬁnal(geom.	  +	  /me)	

εnini/al	
ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

7	

ε2ﬁnal	Freeze-­‐out	  eccentricity	  ε2ﬁnal	  vs	  mT	  for	  	  ππ	  and	  KK	  	  ∼ ε2ﬁnal(geom.)	

∼ ε2ﬁnal(geom.	  +	  /me)	

1.	  “ε2	  vs	  mT”	  and	  “v2	  vs	  pT”	  -­‐-­‐-­‐	  spa/al	  and	  momentum	  anisotropy	  at	  freeze-­‐out	  2.	  The	  larger	  ε2ﬁnal	  for	  K	  could	  mean	  earlier	  emission	  /me	  for	  K	  than	  for	  π	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

8	

ε3ﬁnal	
Rside	  modula/on	  	  	∼ ε3ﬁnal(geom.)	ε3ﬁnal	

Rout	  modula/on	  	  	∼ ε3inal(geom.	  +	  /me)	

Ro,32	  /	  Ro,02	  1.	  small	  freeze-­‐out	  	  	  	  	  	  triangularity	  (e3 ∼ 0)	  	  	  	  	  	  R(φ)	  =	  R0	  [	  1	  -	  2	  e3	  cos(3φ)	  ]		  2.	  ﬁnite	  triangular	  ﬂow	  (β3	  >	  0)	  βT(φ)	  =	  β0	  [	  1	  +	  2	  β3	  cos(3φ)	  ]	Rs,32	  /	  Ro,02	  kT	  dependence	  of	  	  ﬁnal	  triangularity	  ε3ﬁnal	  PHENIX	  arXiv:1401.7680	

C.	  J.	  Plumberg,	  C.	  Shen,	  and	  U.	  Heinz	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

9	Event	  Shape	  Engineering	  (arXiv:1208.4563)	  ﬂow-­‐vector	  Q2	  distribu/on	  reﬂects	  event-­‐by-­‐event	  v2	  ε2ini/al	  ∼ Q2	  ∼	  v2	  ∼	  ε2ﬁnal	  RXN (|η| = 1∼2.8)	

• Flow-­‐vector	  :	  Q2,x	  =	  Σ	  wi	  cos(2φi)	  Q2,y	  =	  Σ	  wi	  sin(2φi)	  	  • Event	  Plane	  :	  	  Ψ2	  =	  atan2(Q2,y	  ,	  Q2,x)	  /	  2	  	  • Length	  of	  ﬂow-­‐vector	  Q2	  :	  Q2,raw	  =	  	  	  Q2,x2	  +	  Q2,y2	  /	  	  	  Σ	  wi	  	  • Re-­‐normaliza/on	  of	  Q2	  :	  Q2	  ∼	  Q2,raw	  /	  <Q2,raw>	  	Ψ2		  Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

10	

v2	  measured	  at	  central	  rapidity	  (|η| < 0.35)	

v2	  (|η|<0.35)	  	with	  Q2-­‐vector	  selec/on	  at	  |η| = 1∼2.8	

and	  event	  plane	  Ψ{E.P.}	  at	  |η| = 1∼2.8	

(|η| = 1∼2.8)	Conﬁrmed	  the	  engineering	  on	  v2	  with	  Q2	  selec/on	  in	  forward	  rapidity	

Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

11	Rside	  and	  Rout	  vs	  φ-Ψ2	  with/without	  Q2	  cut		  ππ	  HBT	  measurement	  at	  |η| < 0.35	

with	  Q2-­‐vector	  selec/on	  at	  |η| = 1∼2.8	

and	  event	  plane	  Ψ{E.P.}	  at	  |η| = 1∼2.8	
(|η| = 1∼2.8)	

Rside/Rout	  modula/on	  in	  deed	  changes	  with	  Q2	  cut.	

Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

12	

1.	  Higher	  Q2(v2)	  cut	  has	  found	  	  	  	  	  	  to	  increase	  the	  measured	  	  	  	  	  	  ε2ﬁnal	  by	  HBT	  radii.	  	  	  	  	  Q2(v2)	  -­‐>	  ε2ﬁnal	  	  2.	  It	  is	  most	  likely	  originated	  	  	  	  	  from	  the	  rela/on	  between	  	  	  	  	  	  ε2ini/al	  and	  ε2ﬁnal.	  	  	  2Rs,22	  /	  Rs,02	  (|η| = 1∼2.8)	

ε2ﬁnal	

Rside	  modula/on	  	  	2Ro,22	  /	  Ro,02	  Freeze-­‐out	  eccentricity	  ε2ﬁnal	  vs	  Npart	  	  with/without	  Q2-­‐cut	  Rout	  modula/on	  	  	ε2ﬁnal	

π+π+ π-π-	Au+Au	  200	  GeV	

Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

13	Summary	  and	  outlook	• HBT	  radius	  parameters	  with	  ππ	  or	  KK	  	  	  K	  source	  might	  indicate	  earlier	  and	  	  longer	  dura@on	  @me	  than	  π source.	  	  • Azimuthal	  dependent	  radii	  w.r.t.	  Ψ2	  or	  Ψ3	  	  	  ε3ﬁnal	  is	  mostly	  quenched	  in	  contrast	  	  	  to	  ε2ﬁnal	  case,	  which	  is	  also	  consistent	  	  	  with	  PIDed	  vn	  measurements.	  	  	  • Q2-­‐vector	  event	  selec/on	  	  	  Large	  Q2(v2)	  selec@on	  enhances	  ε2ﬁnal.	  	  connec@on	  between	  ε2ini@al	  and	  ε2ﬁnal	  	  Q3	  selec@on	  etc…	  Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

Dr.	  Takafumi	  Niida	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

14	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

15	

[fm]	

0	  -­‐	  10	  %	π+π+ π-π- STAR	

Au+Au	  200	  GeV	  40	  -­‐	  70	  %	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

16	

Observa/on	  of	  Ellip/c/Triangular	  dependences	  Rside	  	Rout	arXiv:1401.7680	
2nd	  -­‐	  order	
3rd	  -­‐	  order	

Rout	  oscilla/on	  is	  larger	  than	  Rside.	  	  Possible	  opposite	  sign	  between	  2nd	  and	  3rd	  for	  Rside	
Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	φ	  –	  Ψn	  [rad]	
ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

17	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

18	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

19	-­‐0.1	

0	0.1	

Qside	  [GeV/c]	
Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	-­‐0.1	

0	0.1	 0	Qout	  [GeV/c]	

0.1	

0.2	

Qlong	  [GeV/c]	
ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

20	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

21	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

22	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

23	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

24	Quark	  MaVer	  2014,	  21/May,	  Darmstadt,	  Germany	

ShinIchi	  Esumi,	  Univ.	  of	  Tsukuba	

25