Evidence for a pion condensate formation in pp interactions at U-70

A high multiplicity study (project Thermalization, experiment E-190) is carried out on U-70 accelerator at IHEP (Protvino, Russia). This project is aimed at searching for collective phenomena. It is known that pions are mainly produced at the 50 GeV-proton beam accelerator. Their mean energy decreases while multiplicity increasing. Bose-Einstein condensate (BEC) can be formed in this system. The theoretical and experimental studies of BEC have been performed since 70es. Within the framework of an ideal pion gas model M. Gorenstein and V. Begun have shown that sharp growth of fluctuations of the neutral pion number will be a signal of BEC formation with the increase of the total multiplicity (neutral and charged particle sum). SVD-2 Collaboration (JINR, IHEP and SINP MSU) investigated fluctuations of the neutral pion number in pp interactions at 50 GeV/c incident beam on U-70 versus the total multiplicity and has revealed noticeable growth of the scaled variance with the total multiplicity increase. The growth of these fluctuations reaches more than 7 standard deviations for the scaled variance at the total multiplicity about 30 pions as opposed to the tendency for the simulated events. This growth has been observed both in the registered photons and restored neutral pions.Comment: 6 pages, 5 figures, 36th International Conference on High Energy Physics, 4-11 July 2012, Melbourne, Australia. On behalf of the SVD2 Collaboratio

Gluon dominance model and cluster production

Gluon dominance model (GDM) studies multiparticle production in lepton and hadron processes. It is based on the QCD and phenomenological scheme of hadronization. The model describes well multiplicity distributions and their moments. It has revealed an active role of gluons in multiparticle production, it also has confirmed the fragmentation mechanism of hadronization in e+e- annihilation and its change to recombination mechanism in hadron and nucleus interactions. The GDM explains the shoulder structure of multiplicity distributions. The agreement with Au+Au peripheral collisions data for hadron-pion ratio has been also obtained with this model. Development of GDM allows one to research the multiplicity behavior of ppbar annihilation at tens of GeV. The mechanism of soft photons production and estimates of their emission region have been offered. The experimental data (project "Thermalization", U-70, IHEP) have confirmed a cluster nature of multiparticle production.Comment: 4 pages, 4 figures, Proceedings of the ISMD06 conference, Paraty, Brazil, 2-9 Sep 2006, to appear in Brazilian Journal of Physic

Extreme multiplicity study: advancement and outlook

It is informed of the extreme multiplicity studies in proton and nuclear interactions at high energies. These investigations are carried out at U-70 accelerator (IHEP, Protvino) in the framework of the Thermalization project. It is expected the manifestation of the following collective phenomena: Bose-Einstein condensation, Cherenkov gluon radiation, excess of soft photon yield in this region and others. This project is aimed to the search for them

Unveiling prebiotic conditions in the protoplanetary disks with MATISSE

Le grand nombre et la diversité des systèmes exoplanétaires détectés jusqu'à présent soulève de nombreuses questions sur leur formation. Il est donc nécessaire d’étudier en détail les disques protoplanétaires (PPD) qui sont le berceau des exoplanètes puisqu'ils fournissent les conditions initiales de leur formation. Mes travaux de recherche effectués durant mon doctorat se sont concentrés sur l’étude de la région interne des PPD (0.1 à 10 au), zone dans laquelle les planètes telluriques sont censées se former. Mon objectif a été de contraindre la répartition spatiale, la composition chimique et les propriétés physiques des particules de poussière présentes dans cette zone interne des PPD et qui constituent les briques élémentaires des futures planètes. Mes travaux de recherche se sont plus particulièrement concentrés sur la détection et la caractérisation des réservoirs de carbone solide dans les disques. Le carbone, quatrième élément le plus abondant dans l'Univers doit jouer un rôle significatif, tant sous forme gazeuse que solide, dans la formation des systèmes planétaires et dans la formation de molécules prébiotiques à l’origine de la vie. D’un point de vue observationnel, la détection des réservoirs de carbone solide dans la région interne des PPD est ardue, car la plupart de ces espèces chimiques présentent peu ou pas de signatures spectrales. Une exception notable concerne les nanograins carbonés contenants des liaisons C-H : nanodiamants hydrogénés, carbones amorphes hydrogénés, hydrocarbures aromatiques polycycliques (PAH). Ces espèces présentent des bandes d'émission étroites dans l’infrarouge thermique (en bandes L et N) et peuvent donc être utilisés pour détecter les réservoirs de carbone solide. Dans mes travaux de recherche, je me suis concentrée sur les signatures spécifiques d'émission infrarouge à 3.3 et 3.4 micron liées aux liaisons moléculaires C-H produites par les particules carbonées aromatiques et aliphatiques. Pour accéder à la bande spectrale L et à la résolution spatiale nécessaire pour résoudre la zone interne des PPD, j’ai utilisé MATISSE, le nouveau recombineur de faisceaux du Very Large Telescope Interferometer (VLTI) fonctionnant dans l’infrarouge thermique. Les données que j’ai collectées en basse résolution spectrale (LR) n'excluent pas la présence de nanograins carbonés dans la région interne du disque : cette présence est d’ailleurs probable, comme j’ai pu le montrer dans l'étude de faisabilité que j'ai engagée. Cette étude a également permis de dévoiler les limites de détection des nanograins autour de 3.3 micron dues à la présence aux mêmes longueurs d’onde de fortes raies telluriques masquant leur signature. Pour résoudre ce problème, j’ai initié une étude sur l’effet des raies telluriques sur les données MATISSE. Un de mes axes d’étude a concerné la calibration des spectres en utilisant molecfit, un outil qui permet l'ajustement des raies telluriques. Les premiers résultats que j’ai obtenus montrent que l’utilisation de cet outil n'améliore pas significativement la correction des raies telluriques par rapport à une approche traditionnelle utilisant une étoile de calibration. De plus, les observables interférométriques sont significativement impactés par des effets de phases variables dans le temps probablement dus aux variations de colonne de vapeur d’eau sur le chemin optique des faisceaux provenant des quatre télescopes. Une utilisation et un réglage améliorés des paramètres de molecfit devraient améliorer la correction. Il s'agit d'un travail en cours.The great number of exoplanetary systems detected so far has raised numerous questions on how their diversity was produced. That naturally points towards the understanding of the processes involved in the formation of planetary systems. ProtoPlanetary Disks (PPDs) are by essence the cradle of exoplanets since they provide the initial conditions for planet formation. My Ph.D. research focuses on PPDs. More specifically, the interest of my research is the ~0.1 to 10 au region of the PPDs, which is the expected and favored birthplace of planets, especially the telluric ones. I aim to trace the composition, spatial distribution and physical properties of the solid materials, namely the dust particles, which are the building blocks of the future planets. The objective of my Ph.D. research is on the detection and characterization of the reservoirs of solid carbon in disks. Carbon being the fourth most abundant element in the Universe must play a significant role in the formation of planetary systems and in the formation of organic molecules. Tracing the C-based species in PPDs will provide a new understanding on the spatial distribution of solid carbon reservoirs in the inner 10 au region of disks. Carbon reservoirs in the form of solid C-based species in the inner 10 au regions of disks are hard to trace, mainly because of their low band contrast or their lack of any spectral features. However, carbonaceous nanograins presenting C-H bonds (e.g., hydrogenated nanodiamonds, hydrogenated amorphous carbons, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) can be used to detect solid carbon reservoirs. Indeed, these species exhibit narrow emission bands in L- and N-band from IR fluorescence following stochastic heating events by UV photons. For this study, I focused on the specific infrared emission signatures at 3.3 and 3.4 micron related to the existing C-H molecular bonds and produced by aromatic and aliphatic carbonaceous particles. To access the spectral wavelength region of interest, i.e. the L-band, the second generation VLTI instrument MATISSE was used. I show that the existing data in Low spectral Resolution (LR) does not rule out the presence of carbonaceous nanograins in the inner disk region: their presence is probable, as shown in the feasibility study that I have engaged. However, the existing LR MATISSE data don't reveal their clear presence because a strong telluric line coincides at 3.3 micron.To tackle the telluric calibration issue, I incorporated the molecfit fitting tool, which allows the fitting of telluric lines affecting the observed spectrum. However, first results show that molecfit does not significantly improve the telluric lines correction in the MATISSE total and correlated spectra comparedto a traditional approach using calibration stars profile. Moreover, in the case of the correlated fluxes, it seems that at the position of telluric lines, the fringe contrast is significantly impacted by Optical Path Differences introduced by the column of water vapor molecules crossed by each the four telescope beams used for MATISSE. Improved usage and tuning of the molecfit parameters should improve the correction. This is an on-going work

Dévoiler les conditions prébiotiques dans les disques protoplanétaires avec MATISSE

The great number of exoplanetary systems detected so far has raised numerous questions on how their diversity was produced. That naturally points towards the understanding of the processes involved in the formation of planetary systems. ProtoPlanetary Disks (PPDs) are by essence the cradle of exoplanets since they provide the initial conditions for planet formation. My Ph.D. research focuses on PPDs. More specifically, the interest of my research is the ~0.1 to 10 au region of the PPDs, which is the expected and favored birthplace of planets, especially the telluric ones. I aim to trace the composition, spatial distribution and physical properties of the solid materials, namely the dust particles, which are the building blocks of the future planets. The objective of my Ph.D. research is on the detection and characterization of the reservoirs of solid carbon in disks. Carbon being the fourth most abundant element in the Universe must play a significant role in the formation of planetary systems and in the formation of organic molecules. Tracing the C-based species in PPDs will provide a new understanding on the spatial distribution of solid carbon reservoirs in the inner 10 au region of disks. Carbon reservoirs in the form of solid C-based species in the inner 10 au regions of disks are hard to trace, mainly because of their low band contrast or their lack of any spectral features. However, carbonaceous nanograins presenting C-H bonds (e.g., hydrogenated nanodiamonds, hydrogenated amorphous carbons, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) can be used to detect solid carbon reservoirs. Indeed, these species exhibit narrow emission bands in L- and N-band from IR fluorescence following stochastic heating events by UV photons. For this study, I focused on the specific infrared emission signatures at 3.3 and 3.4 micron related to the existing C-H molecular bonds and produced by aromatic and aliphatic carbonaceous particles. To access the spectral wavelength region of interest, i.e. the L-band, the second generation VLTI instrument MATISSE was used. I show that the existing data in Low spectral Resolution (LR) does not rule out the presence of carbonaceous nanograins in the inner disk region: their presence is probable, as shown in the feasibility study that I have engaged. However, the existing LR MATISSE data don't reveal their clear presence because a strong telluric line coincides at 3.3 micron.To tackle the telluric calibration issue, I incorporated the molecfit fitting tool, which allows the fitting of telluric lines affecting the observed spectrum. However, first results show that molecfit does not significantly improve the telluric lines correction in the MATISSE total and correlated spectra comparedto a traditional approach using calibration stars profile. Moreover, in the case of the correlated fluxes, it seems that at the position of telluric lines, the fringe contrast is significantly impacted by Optical Path Differences introduced by the column of water vapor molecules crossed by each the four telescope beams used for MATISSE. Improved usage and tuning of the molecfit parameters should improve the correction. This is an on-going work.Le grand nombre et la diversité des systèmes exoplanétaires détectés jusqu'à présent soulève de nombreuses questions sur leur formation. Il est donc nécessaire d’étudier en détail les disques protoplanétaires (PPD) qui sont le berceau des exoplanètes puisqu'ils fournissent les conditions initiales de leur formation. Mes travaux de recherche effectués durant mon doctorat se sont concentrés sur l’étude de la région interne des PPD (0.1 à 10 au), zone dans laquelle les planètes telluriques sont censées se former. Mon objectif a été de contraindre la répartition spatiale, la composition chimique et les propriétés physiques des particules de poussière présentes dans cette zone interne des PPD et qui constituent les briques élémentaires des futures planètes. Mes travaux de recherche se sont plus particulièrement concentrés sur la détection et la caractérisation des réservoirs de carbone solide dans les disques. Le carbone, quatrième élément le plus abondant dans l'Univers doit jouer un rôle significatif, tant sous forme gazeuse que solide, dans la formation des systèmes planétaires et dans la formation de molécules prébiotiques à l’origine de la vie. D’un point de vue observationnel, la détection des réservoirs de carbone solide dans la région interne des PPD est ardue, car la plupart de ces espèces chimiques présentent peu ou pas de signatures spectrales. Une exception notable concerne les nanograins carbonés contenants des liaisons C-H : nanodiamants hydrogénés, carbones amorphes hydrogénés, hydrocarbures aromatiques polycycliques (PAH). Ces espèces présentent des bandes d'émission étroites dans l’infrarouge thermique (en bandes L et N) et peuvent donc être utilisés pour détecter les réservoirs de carbone solide. Dans mes travaux de recherche, je me suis concentrée sur les signatures spécifiques d'émission infrarouge à 3.3 et 3.4 micron liées aux liaisons moléculaires C-H produites par les particules carbonées aromatiques et aliphatiques. Pour accéder à la bande spectrale L et à la résolution spatiale nécessaire pour résoudre la zone interne des PPD, j’ai utilisé MATISSE, le nouveau recombineur de faisceaux du Very Large Telescope Interferometer (VLTI) fonctionnant dans l’infrarouge thermique. Les données que j’ai collectées en basse résolution spectrale (LR) n'excluent pas la présence de nanograins carbonés dans la région interne du disque : cette présence est d’ailleurs probable, comme j’ai pu le montrer dans l'étude de faisabilité que j'ai engagée. Cette étude a également permis de dévoiler les limites de détection des nanograins autour de 3.3 micron dues à la présence aux mêmes longueurs d’onde de fortes raies telluriques masquant leur signature. Pour résoudre ce problème, j’ai initié une étude sur l’effet des raies telluriques sur les données MATISSE. Un de mes axes d’étude a concerné la calibration des spectres en utilisant molecfit, un outil qui permet l'ajustement des raies telluriques. Les premiers résultats que j’ai obtenus montrent que l’utilisation de cet outil n'améliore pas significativement la correction des raies telluriques par rapport à une approche traditionnelle utilisant une étoile de calibration. De plus, les observables interférométriques sont significativement impactés par des effets de phases variables dans le temps probablement dus aux variations de colonne de vapeur d’eau sur le chemin optique des faisceaux provenant des quatre télescopes. Une utilisation et un réglage améliorés des paramètres de molecfit devraient améliorer la correction. Il s'agit d'un travail en cours

Dévoiler les conditions prébiotiques dans les disques protoplanétaires avec MATISSE

The great number of exoplanetary systems detected so far has raised numerous questions on how their diversity was produced. That naturally points towards the understanding of the processes involved in the formation of planetary systems. ProtoPlanetary Disks (PPDs) are by essence the cradle of exoplanets since they provide the initial conditions for planet formation. My Ph.D. research focuses on PPDs. More specifically, the interest of my research is the ~0.1 to 10 au region of the PPDs, which is the expected and favored birthplace of planets, especially the telluric ones. I aim to trace the composition, spatial distribution and physical properties of the solid materials, namely the dust particles, which are the building blocks of the future planets. The objective of my Ph.D. research is on the detection and characterization of the reservoirs of solid carbon in disks. Carbon being the fourth most abundant element in the Universe must play a significant role in the formation of planetary systems and in the formation of organic molecules. Tracing the C-based species in PPDs will provide a new understanding on the spatial distribution of solid carbon reservoirs in the inner 10 au region of disks. Carbon reservoirs in the form of solid C-based species in the inner 10 au regions of disks are hard to trace, mainly because of their low band contrast or their lack of any spectral features. However, carbonaceous nanograins presenting C-H bonds (e.g., hydrogenated nanodiamonds, hydrogenated amorphous carbons, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) can be used to detect solid carbon reservoirs. Indeed, these species exhibit narrow emission bands in L- and N-band from IR fluorescence following stochastic heating events by UV photons. For this study, I focused on the specific infrared emission signatures at 3.3 and 3.4 micron related to the existing C-H molecular bonds and produced by aromatic and aliphatic carbonaceous particles. To access the spectral wavelength region of interest, i.e. the L-band, the second generation VLTI instrument MATISSE was used. I show that the existing data in Low spectral Resolution (LR) does not rule out the presence of carbonaceous nanograins in the inner disk region: their presence is probable, as shown in the feasibility study that I have engaged. However, the existing LR MATISSE data don't reveal their clear presence because a strong telluric line coincides at 3.3 micron.To tackle the telluric calibration issue, I incorporated the molecfit fitting tool, which allows the fitting of telluric lines affecting the observed spectrum. However, first results show that molecfit does not significantly improve the telluric lines correction in the MATISSE total and correlated spectra comparedto a traditional approach using calibration stars profile. Moreover, in the case of the correlated fluxes, it seems that at the position of telluric lines, the fringe contrast is significantly impacted by Optical Path Differences introduced by the column of water vapor molecules crossed by each the four telescope beams used for MATISSE. Improved usage and tuning of the molecfit parameters should improve the correction. This is an on-going work.Le grand nombre et la diversité des systèmes exoplanétaires détectés jusqu'à présent soulève de nombreuses questions sur leur formation. Il est donc nécessaire d’étudier en détail les disques protoplanétaires (PPD) qui sont le berceau des exoplanètes puisqu'ils fournissent les conditions initiales de leur formation. Mes travaux de recherche effectués durant mon doctorat se sont concentrés sur l’étude de la région interne des PPD (0.1 à 10 au), zone dans laquelle les planètes telluriques sont censées se former. Mon objectif a été de contraindre la répartition spatiale, la composition chimique et les propriétés physiques des particules de poussière présentes dans cette zone interne des PPD et qui constituent les briques élémentaires des futures planètes. Mes travaux de recherche se sont plus particulièrement concentrés sur la détection et la caractérisation des réservoirs de carbone solide dans les disques. Le carbone, quatrième élément le plus abondant dans l'Univers doit jouer un rôle significatif, tant sous forme gazeuse que solide, dans la formation des systèmes planétaires et dans la formation de molécules prébiotiques à l’origine de la vie. D’un point de vue observationnel, la détection des réservoirs de carbone solide dans la région interne des PPD est ardue, car la plupart de ces espèces chimiques présentent peu ou pas de signatures spectrales. Une exception notable concerne les nanograins carbonés contenants des liaisons C-H : nanodiamants hydrogénés, carbones amorphes hydrogénés, hydrocarbures aromatiques polycycliques (PAH). Ces espèces présentent des bandes d'émission étroites dans l’infrarouge thermique (en bandes L et N) et peuvent donc être utilisés pour détecter les réservoirs de carbone solide. Dans mes travaux de recherche, je me suis concentrée sur les signatures spécifiques d'émission infrarouge à 3.3 et 3.4 micron liées aux liaisons moléculaires C-H produites par les particules carbonées aromatiques et aliphatiques. Pour accéder à la bande spectrale L et à la résolution spatiale nécessaire pour résoudre la zone interne des PPD, j’ai utilisé MATISSE, le nouveau recombineur de faisceaux du Very Large Telescope Interferometer (VLTI) fonctionnant dans l’infrarouge thermique. Les données que j’ai collectées en basse résolution spectrale (LR) n'excluent pas la présence de nanograins carbonés dans la région interne du disque : cette présence est d’ailleurs probable, comme j’ai pu le montrer dans l'étude de faisabilité que j'ai engagée. Cette étude a également permis de dévoiler les limites de détection des nanograins autour de 3.3 micron dues à la présence aux mêmes longueurs d’onde de fortes raies telluriques masquant leur signature. Pour résoudre ce problème, j’ai initié une étude sur l’effet des raies telluriques sur les données MATISSE. Un de mes axes d’étude a concerné la calibration des spectres en utilisant molecfit, un outil qui permet l'ajustement des raies telluriques. Les premiers résultats que j’ai obtenus montrent que l’utilisation de cet outil n'améliore pas significativement la correction des raies telluriques par rapport à une approche traditionnelle utilisant une étoile de calibration. De plus, les observables interférométriques sont significativement impactés par des effets de phases variables dans le temps probablement dus aux variations de colonne de vapeur d’eau sur le chemin optique des faisceaux provenant des quatre télescopes. Une utilisation et un réglage améliorés des paramètres de molecfit devraient améliorer la correction. Il s'agit d'un travail en cours

Gluon dominance model

Study of multi-particle production has longer than the semi-centennial history. As it is known, with the growth of energy of accelerators, the new channels of reaction are being opened, the average number of secondary particles is increasing. Physicists are able to accelerate stable particles, such as electrons, positrons, protons, antiprotons, ions (both light and heavy). Rarely, they accelerate kaons and pions. The obtained experimental material stimulates the development of the different theoretical approaches. Since appearance of the modern theory of strong interactions, quantum chromodynamics (QCD), our understanding of multi-particle production is advanced significantly. The language of quarks and gluons is basic one at the explanation of observable phenomena. This review is devoted to the history of appearance and the following development of the gluon dominance model. This model is based on the pQCD and the phenomenological description of the hadronization stage. It permits to describe multiplicity distributions both for lepton and hadron interactions, especially in the high multiplicity region