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Jet quenching for heavy-ion collisions at the LHC

Projektbeschreibung

Ein Ansatz der ersten Prinzipien für das Jet-Quenching

Kollisionen ultrarelativistischer Schwerionen im großen Hadronen-Speicherring in Genf und im relativistischen Schwerionenbeschleuniger in New York bilden das heiße, dichte Medium, das als Quark-Gluon-Plasma (QGP) bekannt ist. Eines der wichtigsten experimentellen Werkzeuge zur Charakterisierung des QGP ist die Analyse der Vermehrung von elementaren Quarks und Gluonen durch dieses Plasma. Diese Elementarteilchen zerfallen in stark gebündelte Strahlen, die Energie durch ein Phänomen verlieren, das als Jet-Quenching bezeichnet wird und dessen Untersuchung dazu beitragen kann, unser Verständnis des Verhaltens von Quark-Gluon-Plasma zu verbessern. Basierend auf den jüngsten Erkenntnissen, die darauf hindeuten, dass diese Strahlen empfindlich auf die Dynamik des Quark-Gluon-Plasma im Vorgleichgewichtszustand reagieren, plant das EU-finanzierte Projekt JQ4LHC die Entwicklung des ersten von der Basis ausgehenden Formalismus des Jet-Quenchings auf der Grundlage erster Prinzipien, der auch die Untersuchung dieser frühen Dynamik ermöglichen wird.

Ziel

The characterization of the quark gluon plasma (QGP) created in heavy-ion collisions (HICs) is the main goal of heavy-ion experimental programs at the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) at BNL (USA) and at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN. Jet quenching, the modification of jets in a colored medium, is one of the most successful tools to probe the QGP. This proposal aims to provide an interpretational framework for jet quenching that maximizes the discovery potential of the current (and future) precision era of HICs.

Since the study of jets in the presence of a medium is challenging, we still lack a first-principles formalism for jets in HICs. In contrast, a wide variety of jet quenching Monte Carlos (MCs) are available, but they rely on phenomenological assumptions making difficult to interpret their outcomes. It is proposed here to develop the first jet quenching bottom-up formalism based on first principles. This will be done by generalizing from single hadrons to jets a previous implementation by the experienced researcher (ER), including different phenomena as coherence. This analytical approach will become a unique tool to describe the QGP and benchmark the mainstream MCs.

The theory of jet quenching has been developed assuming a QGP in thermal equilibrium. Recently, the ER has shown for the first time that jets in HICs are sensitive to the pre-equilibrium dynamics of the evolution. This finding paves the way for a completely novel line of research in HICs, whose ambitious goal is to access these poorly understood initial stages with jet quenching observables. This proposal will provide the foundations for such an effort by phenomenologically analyzing the possible explanations to this finding and by computing color field configurations for the initial stages in the Glasma approach.

This project will be developed at the leading institution École Polytechnique and will enhance the skills, career prospects and network of collaborators of the ER.

Wissenschaftliches Gebiet

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Koordinator

ECOLE POLYTECHNIQUE
Netto-EU-Beitrag
€ 196 707,84
Adresse
ROUTE DE SACLAY
91128 Palaiseau Cedex
Frankreich

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Region
Ile-de-France Ile-de-France Essonne
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 196 707,84