Entropy of expanding QCD matter

Using the lattice QCD equation of state for an isentropically expanding fireball we follow the evolution of the effective number of particles in an ideal gas pV/T. This number reduces roughly to its third around the crossover temperature, which helps to circumvent the entropy obstacle inherent in quark coalescence models of the hadronization.Comment: 5 pages 4 eps figures LaTe

Kvantumszíndinamikai effektusok vizsgálata relativisztikus nehézion ütközésekben = Study of QCD effects in relativistic heavy ion collisions

Nagyenergiás nehézion ütközésekben kikerülhetetlen a kvantum színdinamika (QCD) alkalmazása a kvarkok és gluonok alkotta kollektív állapotok tulajdonságainak megértésében és az anyag új halmazállapotának, a kvark-gluon plazma megjelenésének tanulmányozásában. A kutatási tervünk végrehajtása során perturbatív és nem-perturbatív QCD-alapú modelleket felhasználva, megvizsgáltuk a nehézion ütközésekben létrejövő erősen kölcsönható anyag tulajdonságait; a gluonokra vonatkozó tömeg-ugrás kialakulását a QCD-ben; a partonok koaleszcenciáját alacsonyabb és magasabb impulzusok esetén; a proton-atommag és az atommag-atommag ütközésekben fellépő nukleáris effektusokat; a jet-tomográfia módszerének alkalmazhatóságát különböző nehézion ütközésekben; a di-hadron korrelációk tulajdonságait p+p ütközésben; részecske keltési folyamatokat időfüggő intenzív ábeli és nem-ábeli terek jelenlétében. Ezek az elméleti vizsgálatok szorosan kapcsolódtak a RHIC gyorsító mellett elvégzett kísérletekhez, de független elméleti eredményeknek is tekinthetőek. Kidolgoztunk egy perturbatív-QCD alapú modellt, amelyet RHIC energián széles körben alkalmaztunk a mért adatok vizsgálatára és jóslatokat készítettünk LHC energiára pp, dPb és PbPb ütközések esetére. Eredményeinket 38 cikkben foglaltuk össze, amiből 27 jelent meg referált folyóiratban. Ezekre eddig 410 független hivatkozás érkezett. | In ultrarelativistic heavy ion collisions the theory of quantum chromodynamics (QCD) should be applied to understand collective phenomena of interacting quarks and gluons, especially the formation of quark-gluon plasma (QGP), this new state of the matter. In our research activity we used perturbative and non-perturbative QCD-based modells and methods to investigate the properties of strongly interacting matter formed in heavy ion collisions; the generation of gluonic mass-gap in QCD; the coalescence of partons at low and high momenta as hadronization mechanism; the appearance of nuclear effects in proton-nucleus and nucleus-nucleus collisions; the application of jet-tomography method for different heavy ion collisions; the basic characteristics of the di-hadron correlation in proton-proton collisions; particle production in time-dependent intensive abelian and non-abelian fields. These investigations have been strongly connected to the results of heavy ion experiments at the RHIC accelerator, although they can be considered as independent theoretical results. We have developed perturbative QCD-based parton model and performed different theoretical calculations to reproduce existing RHIC results and to prepare predictions for LHC energies in pp, dPb and PbPb collisions. We summarized our results in 38 papers, 27 papers have been published in refereed journals. So far we have received 410 independent citations on these publications

A nehézion ütközésekben létrehozott új anyag tulajdonságainak vizsgálata = Investigation of a new form of matter produced in heavy ion reactions

Eredményeinket két, igen jelentős nemzetközi visszhangot kiváltó publikáció foglalja mintegy keretbe. Az első a PHENIX kollaboráció működésének első 5 évét összefoglaló munka. Legfontosabb megállapítása, hogy a RHIC gyorsító Au+Au ütközéseiben egy új, igen forró és sűrű anyagforma jön létre, amely a várakozásokkal ellentétben nem az aszimptotikus szabadság következményeként várható, szinte kölcsönhatás mentes kvarkok és gluonok gázaként, hanem egymással erősen kölcsönható szabadsági fokok folyadékaként viselkedik. Ennek a cikknek és a tökéletes kvarkfolyadék felfedezésének kiemelkedő sikerét a kiemelkedő számú, a zárójelentés beadásáig beérkezett 869 hivatkozás is mutatja. A Phys. Rev. Lettersben 2010 elején publikált PHENIX-e cikkünk pedig az első szakfolyóiratban megjelent olyan cikk volt, amely a hadronok létezésének határhőmérsékletét lényegesen meghaladó 300 MeV-es hőmérséklet értékeket közölt szakmai folyóiratokban. Ezek az adatok a RHIC-nél előállított kvark-gluon plazma hőmérsékletének első kísérleti meghatározását jelentik. Ezeket a kísérleti eredményeket részletes elméleti hidrodinamikai publikációkkal is alátámasztottuk. Számos új és alapvető elméleti eredményt értünk el továbbá a nem-extenzív termodinamika elméletében és nehézion fizikai alkalmazásaiban, továbbfejlesztettük az ALCOR és a Buda-Lund modelleket, új eredményeket értünk el a kvantum-statisztikus korrelációk és kvantum-optikai módszerek nagyenergiás fizikai alkalmazásai területén. | Two renowned papers highlight the main results of this OTKA project. The first paper summarized the results of the first years of PHENIX measurements at RHIC. This paper reported, that in Au+Au collisions at RHIC a new, hot and dense form of matter is created. Expectations suggested that at high temperatures and energy densities a gas of quasi free quarks and gluons will be created. Instead, a fluid phase consisting of strongly interacting quarks and gluons has been observed. This paper and the discovery of a nearly perfect fluid at RHIC received 869 citations by the time of filing this grant report. Another milestone PHENIX paper was published in the Physical Review Letters in early 2010 about the direct photon spectrum in Au+Au collisions at RHIC. For the first time in a refereed scientific journal, initial temperatures of at least 300 MeV were reported. These data indicate the first experimental determination of the initial temperature of the quark-gluon plasma created in Au+Au collisions at RHIC. We have supplemented these results with detailed theoretical publications. We have published fundamental theoretical papers in the theory of non-extensive thermodynamics and its applications in high energy heavy ion physics, we have continued to develop the ALCOR and the Buda-Lund hydrodynamical models, and achieved several new results in the field of quantum-statistical correlations and the applications of quantum-optical methods to the field of high energy physics

Three-component fluid dynamics for the description of energetic heavy-ion reactions

The nucleons taking part in heavy ion reaction are considered as a three-component fluid. The first and second components correspond to the nucleons of the target and the projectile, while the thermalized nucleons produced in the course of the collision belong to the third component. Making use of the Boltzmann equation, hydrodynamical equations are derived. An equation of state for anisotropic nuclear matter obtained from a field theoretical model in mean field approximation is applied in a one dimensional version of the three-component fluid model. The speed of thermalization is analyzed and compared to the results of cascade and kinetic models. NUCLEAR REACTIONS Relativistic heavy-ion reactions, hydrodynamic description

Measurements of elliptic and triangular flow in high-multiplicity 3He+Au collisions at √sNN=200 GeV

The angular distributions and the differential branching fraction of the decay B0 to K*0(892) mu mu are studied using data corresponding to an integrated luminosity of 20.5 inverse femtobarns collected with the CMS detector at the LHC in pp collisions at sqrt(s) = 8 TeV. From 1430 signal decays, the forward-backward asymmetry of the muons, the K*0(892) longitudinal polarization fraction, and the differential branching fraction are determined as a function of the dimuon invariant mass squared. The measurements are among the most precise to date and are in good agreement with standard model predictions

System size and centrality dependence of the balance function in A + A collisions at sqrt s NN = 17.2 GeV

Electric charge correlations were studied for p+p, C+C, Si+Si and centrality selected Pb+Pb collisions at sqrt s_NN = 17.2$ GeV with the NA49 large acceptance detector at the CERN-SPS. In particular, long range pseudo-rapidity correlations of oppositely charged particles were measured using the Balance Function method. The width of the Balance Function decreases with increasing system size and centrality of the reactions. This decrease could be related to an increasing delay of hadronization in central Pb+Pb collisions