Triangularní tok částic v modelu Hydjet++

Abstract

Při relativistických srážkách těžkých iontů dosahuje systém v nich vzniklý vysokých hustot energie a vysokých teplot. Za takovýchto extrémních podmínek přechází hadrony do stavu takzvaného kvark-gluonové plazmatu (QGP). QGP je stav hmoty, ve které kvarky a gluony nejsou více vázány v hadronech, nýbrž se chovají asymptoticky volně. QGP bylo prvně pozorováno na urychlovači RHIC v roce 2000.Jedním z možných znaků (tzv. signatur), podle kterých můžeme QGP odhalit, je kolektivní tok částic vytvořených ve srážce. Tok hadronů je jednou z nejlépe prozkoumaných signatur, jak experimentálně tak teoreticky. Z Fourierova rozvoje invariantního diferenciálního účinného prúřezu vzhledem k rovině srážky získáme Fourierovy koeficienty vn, které představují právě jednotlivé koeficienty toky studované v těžkoiontových experimentech. Triangulární tok v3 pocházi z počátečních fluktuací reakční oblasti v jednotlivých událostech a představuje nejdůležitější příspěvek k anisotropickému toku v nejcentrálnějších srážkách.Ke studiju triangulárního toku ve srážkách Pb+Pb při težištové energii 2.76 TeV a ve srážkách Au+Au při energii 200 GeV byl použit Monte Carlo generátor HYDJET++, kombinující dvě nezávislé komponenty - "měkkou" část, založenou na parametrizaci relativistické hydrodynamiky, a "tvrdou" část řídící jety. Kombinací obou komponent lze získat realistické předpovědi toku pro značný počet různých hadronů. Model také umožňuje studium vlivu rozpadů částic na pozorovaný tok.Uskutečněné výpočty prokázaly, že distribuce triangulárního toku získané pomocí \hydjet jsou konzistentní s pozorovanými daty z LHC. Bohužel, při výpočtech pro RHIC nesouhlasí vypočítané hodnoty s hodnotami pozorovanými.Dále z našich výpočtů vyplývá, že rozpady těžkých rezonancí zvyšují maximální amplitudu pozorovaných distribucí triangulárního toku a posouvají maximum distribuce k vyšším příčným hybnostem. Rezonance, přesněji jejich rozpady, také velkou měrou přispívají ke splnění škálování toku počtem konstituentních kvarků daného hadronu. Jety naopak toto škálování, v případě LHC, narušují. Podobný efekt není patrný při srážkách na RHICu, jelikož v takto vzniklých systémech jsou jety výrazně méně energetické.

Relativistic heavy-ion collisions create systems with energy densities and temperatures high enough for hadronic matter to transfer into quark-gluon plasma (QGP). The later is a state of matter consisting of asymptotically free quarks and gluons. QGP was first observed at the Relativistic Heavy-Ion Collider (RHIC) in 2000.Collective flow of created hadrons is one of the suggested signatures of the QGP. It was found to be one of the most pronounced signatures and was very thoroughly studied both in theory and in experiment. The flow coefficients studied in heavy-ion experiments are the Fourier coefficients coming from expansion of the invariant differential cross-section into a Fourier series w. r. t. the reaction plane.Triangular flow v3 originates from event-by-event fluctuations of the overlap zone and in the most central events presents the dominant contribution to anisotropic flow.Study of triangular flow in Pb+Pb collisions at energy 2.76 TeV and in Au+Au collisions at energy 200 GeV was performed using HYDJET++ Monte Carlo generator. HYDJET++ combines a soft component, based on parametrisation of relativistic hydrodynamics, together with hard component driving the jets, giving a realistic prediction for vast number of hadron species. The model also enables study of influence of final-state interactions on flow of created hadrons.We have shown that HYDJET++ gives good prediction of triangular flow at LHC energies. There were however issues with calculations at RHIC energies which need to be investigated further.Our study has shown that resonance decays increase the magnitude of the v3 distribution at pT above 1 GeV/c and shift its maximum to higher pT.Resonances also drive the triangular flow towards the fulfilment of the number-of-constituent-quark scaling.Jets on the other hand cause scaling violation at the Large Hadron Collider (LHC). Similar effect is not observed at RHIC energies, as at such collisions the jets are significantly less energetic.