Jet-­‐Hadron	  Azimuthal	  Correla4on	  Measurements	  in	  pp	  and	  Pb-­‐Pb	  	  Collisions	  at	  LHC-­‐ALICE	
2012/Sep/25	  QGP2012	  @	  Nagoya	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  Dousatsu	  Sakata	  Outline	pIntroduc4on	  pEvent	  Informa4on	  pLeading-­‐Jet	  Reconstruc4on	  pMomentum	  distribu4on	  w.r.t	  Jet	  axis	  in	  pp	  pBackground	  Subtrac4on	  	  pMomentum	  distribu4on	  w.r.t	  Jet	  axis	  in	  PbPb	  pSummary	  and	  Outlook	  2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	2	Jet	  Physics	  in	  in	  Heavy	  Ion	  Collisions	p Jet	  could	  be	  	  	  	  	  clear	  probe	  to	  inves4gate	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  hot	  and	  dense	  maUer	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  eﬀects.	  	 Ø Collisional	  energy	  loss	  Detected	  Jet	  	Par4cles	
Parton	  shower	Hot	  maUer	  Eﬀects	
Outgoing Parton

PT(hard)
Initial-State Radiation

ProtonProtonUnderlying Event

Outgoing Parton

Underlying EventØ Radia4ve	  energy	  loss	  Ø Other	  eﬀects???	  

Final-StateRadiation

2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	

3	Why	  “Jet-­‐Hadron	  Correla4on”?	
Phys.Rev.	  C	  77,	  011901	  (2008)	  PhysRevC.84.024906	
Sub-­‐leading	  Jet	  	Leading	  Jet	  	p Jet-­‐energy	  ﬂow	  into	  medium.	  
p Make	  	  sure	  	  origin	  	  of	  	  double	  peak	  in	  away	  side.	  
Ø v3?	  ,	  “Mach	  Cone”?	  

p Jet-­‐hadron	  correla4on	  let	  us	  know	  cons4tuent	  par4cles,	  shape	  ,BKG.	
2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	

4	A	  Large	  Ion	  Collider	  Experiment	  [ALICE]	  	ALICE	  Experiment	  is	  opEmized	  to	  	  	  	  study	  hot	  and	  dense	  QCD	  maKer	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  created	  	  in	  HI	  collisions	  

TPC	
ITS	

Central	  detectors	  |η|<0.9	  ITS,TPC,TRD,TOF,EMCAL,PHOS,HMPID	  Forward	  detectors	  FMD,V0,T0,ZDC,PMD,Muon	  Chamber	  CERN geneva - Google マップhttp://maps.google.co.jp/maps?q=CERN&oe=utf-8&rls=or...

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2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	5	Event	  Selec4on	pData	  :pp	  	  	  	  	  	  	  	  2.76TeV	  (61M	  MB	  events)	  ,	  7TeV	  (31M	  MB	  events)	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  Pb-­‐Pb	  2.76TeV	  	  (2M	  MB	  events)	  pTracks	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  :	  TPC+ITS	  ,|η|<0.9	  ,pTtrack	  >	  0.15	  GeV/c	  pJets	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  :	  an4-­‐kT	  R=0.4	  	  ,|η|<0.5	  	  pDi-­‐Jet	  Event	  Selec4on	  Ø Leading	  Jet	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  :pTlead	  >10	  GeV/c	  Ø Sub-­‐Leading	  Jet	  	  :pTsub	  	  >10	  GeV/c	  Ø cos(φlead	  	  -­‐	  φsub)<-­‐1/2 (120deg.<dφ<240deg.)	  2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	6	

Leading-­‐Jet	  Reconstruc4on	σ(dφ)

Data:	  pp	  	  7TeV	0.2

1.2

Efficiency [dR<0.4]
10.15
0.80.1

WORK	  IN	  PROGRESS	  0.6
0.4

0.05

Reconstructed	  di-­‐Jet	  events	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  7TeV	  	  	  	  	  	  	  :	  13k	  events	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  2.76TeV	  :	  10k	  	  events	  0.2

020

4060

80

0pleadingTp Within	  the	  acceptance,	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  almost	  leading	  jets	  are	  reconstructed	  as	  leading	  jets.	
2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	

7	(GeV/c)

Uncorrected
pp @ s = 7TeVanti-k T R=0.4

10

31/07/2012

7TeV	

ALI−PERF−34475

012342

leading-Jet20< p<< 40cc))
10<pleading-Jet20(GeV/(GeV/TT

20< p

Uncorrected 0.15 < p assoc(GeV/ c )T,track
pp @ s = 2.76TeV
0.15 < p assoc < 4.5 (GeV/c )T,track
anti-k T R=0.4
0.15 < p assoc < 3.0 (GeV/c )T,track
10
0.15 < p assoc < 1.5 (GeV/c )0.15 < p assoc(GeV/ c )T,track
0.15 < p assoc < 4.5 (GeV/c )T,track
0.15 < p assoc < 3.0 (GeV/c )T,track
0.15 < p assoc < 1.5 (GeV/c )T,track

1010

1-10-110213243∆φ (rad)
ALI−PERF−34471

31/07/2012

1114-1-1-1

2.76TeV	

0011223344∆φ (rad)

ALI−PERF−34471

p Peak	  width	  and	  height	  depend	  on	  trigger	  jet	  momentum.	  
p Underlying	  momentum	  depend	  on	  center	  mass	  energy.	  	
2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	

UpaT,track-1-1-11022

T(GeV/c)

TΣp

T

11TT

10particle

0.15 < p assoc(GeV/ c )T,track
0.15 < p assoc < 4.5 (GeV/c )T,track
0.15 < p assoc < 3.0 (GeV/c )T,track
0.15 < p assoc < 1.5 (GeV/c )T,track

102
leading-Jet
leading-Jet
10< 40p(GeV/c ) < 20 (GeV/c)
10<20< pparticle2

10< p leading-Jet< 20 (GeV/c)
TΣp102

Σpparticle(GeV/c)Momentum	  Distribu4on	  w.r.t	  Jet	  Axis	

8	-1

Flow	  BKG	  Subtrac4on	  Method	ψ2	  are	  reconstructed	  by	  forward	  detector	  called	  V0	  	  	pFill	  par4cles	  with	  pT	  into	  2D	  histogram	  	  pFit	  for	  pT	  weighted	  v2	  pSubtract	  BKG	  (ﬂat+v2)	  pRemove	  close	  cells	  to	  jet	  pFit	  again	  for	  v2	  pSubtract	  BKG	  again	  	2012/09/25	

η	φ	
A+B*cos(2φ)	
pTv2subed	  =	  pTRAW	  -­‐	  AreaJet*ρ	  -­‐	  |v2|/dφdη*AreaJet*cos(2Δφ)		
If(pTv2subed>20)	  remove	  cells	  in	  dR<0.4	η	φ	
A+B*cos(2φ)	
pTv2subed	  =	  pTRAW	  -­‐	  AreaJet*ρ	  -­‐	  |v2|/dφdη*AreaJet*cos(2Δφ)		

QGP2012	  @	  Nagoya	

9	pTJet	  vs	  Δφ(Jet-­‐EP)	
Jet	  Momentum	  pT	  (GeV/c)	

centrality	  	  	  	  0-­‐5%	

5-­‐20%	

20-­‐50%	

50-­‐90%	

Subtract	  FLAT	  Background	

Subtract	  FLAT+v2	  Background	Jet	  axis	  with	  respected	  to	  event	  plane	  Δφ	  (rad)	
2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	

10	centrality	#	  of	  Jets	

Flow	  BKG	  strength	  (pT/dηdφ)	

Flat	  BKG	  strength	  (pT/dηdφ)	

Back	  Ground	  Distribu4on	

centrality	

pFiyng	  looks	  working.	  
pMinimized	  BKG	  from	  Flow.	
2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	

5<centrality<30	

pT	
Flat	  sub.	  (inplane)	
Flat	  sub.	  (outplane)	
Flat+v2	  sub.	  (inplane)	
Flat+v2	  sub.	  (outplane)	

11	

Momentum	  Distribu4on	  w.r.t	  Jet	  Axis	
20	  <	  pTleading<	  40	  GeV/c	
5	  <centrality<	  20	

20	  <centrality<	  0	
p10 410<2

leading-Jet(GeV/c)0	  <centrality<5	T40	  <centrality<	  90	20< p2

< 20 (GeV/c)

WORK	  IN	  PROGRESS	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  Uncorrected	
10T,track

0.15 < p assoc < 3.0 (GeV/c )T,track
100.15 < p assoc < 1.5 (GeV/c )TT,trackΣpparticleUpa

0.15 < p assoc(GeV/ c )T,track
assoc
0.15 < p< 4.5 (GeV/c )

1

1-1

-1

0

1

2

3

4p Underlying	  momentum	  depend	  on	  centrality	  p Near-­‐side	  jets	  are	  shaper	  with	  the	  increasing	  centrality.	  
p Double	  peak	  in	  away	  side	  on	  central.	  
ALI−PERF−34475

2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	

12	-1

BKG	  subtrac4on	  from	  asso.	  par4cles	pFill	  par4cle	  momentum	  to	  2D	  histogram(η,φ).	  
pFit	  using	  following	  func4on	  to	  each	  asso.	  par4cle	  momentum	  region	  event	  by	  event.	  
F	  =	  A+B*cos(2*(x-­‐ψ2))	

pCalculate	  momentum	  density	  of	  Flat	  and	  v2	  	  components.	  e.g)	  ρﬂat=A/dηdφ	  pCalculate	  area	  of	  a	  bin	  of	  2D	  histogram.	  
pSubtract	  BKG	  bin	  by	  bin.	  	  2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	13	

Momentum	  Dis.	  (Flat	  BKG	  subtracted)	
Centrality	  	  	  0-­‐5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  5-­‐30	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  30-­‐60	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  60-­‐90	p Over	  ﬂat	  BKG	  es4ma4on.	  
(GeV/c)Ø We	  have	  to	  consider	  v2,v3	  eﬀects	  in	  asso.	  par4cles	  102 10< pleading-Jet
T2< 20 (GeV/c)

0.15 < p assoc(GeV/ c )T,track
assoc
0.15 < p< 4.5 (GeV/c )T,track
assoc
0.15 < p< 3.0 (GeV/c )T,track
0.15 < p assoc < 1.5 (GeV/c )T,track

T10

Σpparticlep Away-­‐side	  peak	  is	  sharper	  in	  peripheral	  10p S4ll	  have	  double	  peak	  in	  away-­‐side	  in	  central	10	  <	  pTlead	  <20	  GeV/c	  10	  <	  pTsub-­‐lead	  	  	  	  	  GeV/c	

2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	

1

14	

120

Summary	  &	  Outlook	pJet-­‐Par4cle	  Correla4on	  in	  pp	  Ø Peak	  and	  width	  depending	  on	  triggered	  jet	  momentum.	  
Ø Underlying	  momentum	  depend	  on	  center	  mass	  energy.	  	  pJet-­‐Par4cle	  Correla4on	  in	  Pb-­‐Pb	  Ø Underlying	  momentum	  depending	  on	  centrality	  Ø Near-­‐side	  jets	  are	  shaper	  with	  the	  increasing	  centrality.	  
Ø Double	  peak	  in	  away	  side	  on	  central.	  

pOutlook	  Ø Subtract	  v2	  and	  v3	  eﬀect	  from	  associate	  par4cles.	  
Ø Event	  Plane	  dependence,	  Compare	  with	  pp	  results.	  	  2012/09/25	

QGP2012	  @	  Nagoya	15