Prospettive per la rivelazione di particelle con charm e beauty in ALICE Giornata di studio Produzione di charm e beauty in esperimenti rappresentati nella Sezione INFN di Padova Rosario Turrisi

May 19, 2004Rosario Turrisi2 Argomenti Scenario: luminosita, sezioni durto Struttura di ALICE Prestazioni di tracciamento e PID Rivelazione di open charm e beauty D 0,B

May 19, 2004Rosario Turrisi3 LHC Condizioni del fascio: Sistema pp PbPb s NN (TeV) L 0 (cm -2 s -1 ) dN/dy (y=0) T RUN (s/anno) geom (b) * * * 7.7 Aprile 2007 Fine 2007 Inizio 2008 *L max (ALICE) = ** L int (ALICE) ~ 0.7 nb -1 /year Auspicabili, dipende dalle condizioni! parametri di run Pile-up in TPC e macchina tuning o disallineamento fasci + altri sistemi: pA, ioni leggeri (Sn, Kr, Ar,O) & altre energie 5.5 TeV).

May 19, 2004Rosario Turrisi4 Sezioni durto NLO pQCD (codice MNR), media dei risultati ottenuti con MRST e CTEQ5M PDFs (EKS98 in Pb-Pb per lo shadowing) cosa prevede pQCD

May 19, 2004Rosario Turrisi5 Molteplicita di mesoni con b,c pp PbPb ~8 B/ ~0.85 B eX ~140 D 0 /D 0 ~5 D 0 K

May 19, 2004Rosario Turrisi6 il rivelatore per gli ioni pesanti ALICE Solenoid magnet 0.5 T Central tracking system: ITS TPC TRD TOF MUON Spectrometer: absorbers tracking stations trigger chambers dipole Specialized detectors: HMPID PHOS Forward detectors: PMD FMD, T0, V0, ZDC Cosmic rays trigger +EMCal (in discussione)

May 19, 2004Rosario Turrisi7 40 – Ne(90%)CO Occupancy [%] # channels [M] X/X 0 [%] Gas Spatial resolution [r, z] [m] || TPC Readout plane segmentation 18 trapezoidal sectors each covering 20 degrees in azimuth E E 510 cm E E 88 s GAS VOLUME 88 m 3 DRIFT GAS 90% Ne - 10%CO 2 PbP E E 5 m 5.6 m V / cm NE / CO 2 88 s End plate Central electrode Drift volume Co 2 insulation

May 19, 2004Rosario Turrisi8 PIXEL CELL z: 425 m r : 50 m Two layers: r = 4 cm r = 7 cm 9.8 M Silicon Pixel Detector precisione sui vertici ITS= SPD+SDD+SSD precisione in xy precisione in z tracking, congiunzione con la TPC

May 19, 2004Rosario Turrisi9 TRD e TOF Transition Radiation Detector: copertura su 2 separazione elettroni-pioni, p t >1.5 GeV 6 strati, 75% efficienza Time of Flight: copertura su 2 separazione /K/p ris. migliore di 100 ps

May 19, 2004Rosario Turrisi10 La PID in ALICE ALICE PPR CERN/LHCC

May 19, 2004Rosario Turrisi11 Separazione,K,p,e Evento PbPb con dN/dy=6000 elettroni adroni

May 19, 2004Rosario Turrisi12 Risoluzione su p t /d 0

May 19, 2004Rosario Turrisi13 Efficienza di tracciamento ~70% with dN ch /dy=6000 pions kaons

May 19, 2004Rosario Turrisi14 Ricostruzione di charm e beauty Vasto programma per queste sonde molto interessanti per la fisica del QGP Sfruttamento profondo delle caratteristiche principali di ALICE: vertexing, soglie basse, ampie possibilità di identificazione Priorità data a: D 0 ->K, golden decay, banco di prova per la risoluzione in d 0 e la pid B->eX, fondamentale per la misura della bb TOT, test per la capacità di identificazione di elettroni e per la risoluzione in d 0

May 19, 2004Rosario Turrisi15 D 0 ->K in Pb-Pb S/event = ( D 0 in 1 month) B/event = (K, ) Invariant Mass distribution (p T –integrated) (corresponding to 10 7 Pb-Pb events ~ 1 month of ALICE) S/B=11% Significance=37

May 19, 2004Rosario Turrisi16 Be+X channel Background includes: h e, c e, e, mis. positive d 0 's p T > 1 GeV p T > 2 GeV p T > 3 GeV d 0 threshold p T 2 GeV, 180 d m 90% purity!

May 19, 2004Rosario Turrisi17 Statistica prevista Beauty mesons in 10 7 events, i.e. in 15 days Pb-Pb run d 0 threshold p T > 1 GeV p T > 2 GeV p T > 3 GeV p T 2 GeV, 180 d m 80,000 B's Efficienza del TRD da includere (~ 75%)

May 19, 2004Rosario Turrisi18 backups

May 19, 2004Rosario Turrisi19 Interaction vertex reconstruction Position of the beam in (x,y) given by the machine with very high precision (stable for a long time) Nominal size of the beam: = 15 m in Pb-Pb = 15 m in pp ( L ~ cm -2 s -1 ) 150 m in pp (if L is reduced at ALICE IP to ~ cm -2 s -1 ) In pp the vertex position has to be reconstructed in 3D using tracks as in Pb-Pb pp with charm pp min. bias

May 19, 2004Rosario Turrisi20 Displaced vertex selection

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May 19, 2004Rosario Turrisi23 Risultati sul charm S/B initial (M3) S/evt final (M1) S/B final (M1) Significance S/S+B (M1) Pb-Pb % 37 (for 10 7 evts) pp % 44 (for 10 9 evts)

May 19, 2004Rosario Turrisi24 Aspetti innovativi: un nuovo regime SPSRHICLHC s NN (GeV)17200 dN ch /dy QGP (fm/c) 10.2 T/T c (GeV/fm 3 ) 35 QGP (fm/c) 22-4 f (fm/c) ~ V f (fm 3 )few 10 3 few 10 4 few 10 5 bigger 5500X ? 0.1faster hotter 15-60denser 10 longer nucleo-nucleo

May 19, 2004Rosario Turrisi25 Molteplicità N ch ALICE ottimizzato per dN/dy(y=0) = , simulazioni fino a 8000 Estrapolando da RHIC… Stima del fondo hep-ph s (GeV) N ch /(0.5N part ) dN ch /d | < dN ch /d ~ 1500 dN ch /d ~ 2500

May 19, 2004Rosario Turrisi26 TOF PID

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