ALICE e il centro Tier2 LNLPD Andrea Dainese

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ALICE e il centro Tier-2 LNL-PD Andrea Dainese INFN – LNL per il gruppo

ALICE e il centro Tier-2 LNL-PD Andrea Dainese INFN – LNL per il gruppo ALICE PD-LNL LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 1

Indice La fisica di ALICE: collisioni nucleo-nucleo a LHC I quark pesanti in ALICE:

Indice La fisica di ALICE: collisioni nucleo-nucleo a LHC I quark pesanti in ALICE: motivazioni Studi di simulazione condotti dal gruppo Il Computing Model di ALICE Attività sul Tier-2 PD-LNL Conclusioni LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 2

Materia di QCD ad alta densità di energia Non sono stati osservati quark liberi,

Materia di QCD ad alta densità di energia Non sono stati osservati quark liberi, ma il confinamento non è derivato dai principi della QCD. “E’ possibile deconfinare i quark? ” Temperature Diagramma di fase di QCD: LNL, 22. 12. 2005 Baryonic density materia adronica esiste in diversi stati (non solo normale materia nucleare con e ~ 0. 15 Ge. V/fm 3) QCD su reticolo predice che, ad alta densità di energia e > 1 Ge. V/fm 3, la materia nucleare subisca una transizione di fase verso uno stato deconfinato (quark-gluon plasma) Andrea Dainese 3

Collisioni nucleo-nucleo Collisione di ioni pesanti ad alta energia: alta densità di energia (>

Collisioni nucleo-nucleo Collisione di ioni pesanti ad alta energia: alta densità di energia (> 2– 3 Ge. V/fm 3) su un volume esteso (> 1000 fm 3) Evidenza di deconfinamento al SPS (Pb-Pb, A RHIC ( ) si sono osservati nuovi effetti ) Prossimo passo: LHC con Pb-Pb a deep deconfinement: “gas ideale” di gluon e quark con densità di energia ~ 100 Ge. V/fm 3 abbondante produzione di jet e quark pesanti strumenti per studiare le proprietà del QGP LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 4

Quark pesanti: “sonde” di QCD QGP IN vs. OUT sonda IN sonda OUT ALICE

Quark pesanti: “sonde” di QCD QGP IN vs. OUT sonda IN sonda OUT ALICE RHIC (nota da pp + p. QCD) Perdita di energia partonica nel QGP, per radiazione di gluoni Partoni energetici: sonde ben calibrate (pp + p. QCD) e sensibili alle proprietà del QGP (densità di energia) perdita di energia, ma difficili da “taggare” a LHC u, d, s: m~0, CR=4/3 g: > perdita di energia, dominanti a LHC m=0, CR=3 simili a q leggeri, “taggati” con mesoni D massa elevata < perdita di energia c: m~1. 5 Ge. V, CR=4/3 b: m~5 Ge. V, LNL, 22. 12. 2005 CR=4/3 Andrea Dainese 5

Perdita di energia a RHIC Osservazione più diretta: soppressione distribuzioni in p. T in

Perdita di energia a RHIC Osservazione più diretta: soppressione distribuzioni in p. T in Pb -Pb rispetto a pp: - fattore 4 di soppressione per i p - g non soppressi (no int. forte) LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese - elettroni da c/b (non separati) soppressi 6

Quark pesanti in ALICE a LHC: sezioni d’urto più elevate wrt RHIC di un

Quark pesanti in ALICE a LHC: sezioni d’urto più elevate wrt RHIC di un fattore ~10 per il charm (~100 cc/evt) e ~100 per il beauty (~5 bb/evt) ALICE: rivelatori ottimizzati per l’identificazione di D e B in ambiente ad alto background (silici e pixel) TOF (K/p id) Charm: D 0 K -p + Beauty: TPC (tracking) B e+X K p ITS (vertexing) e TPC (tracking) TRD (e/p id) LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 7

Ricostruzione D 0 K-p+ Canale esclusivo misura diretta della distrib. in p. T strumento

Ricostruzione D 0 K-p+ Canale esclusivo misura diretta della distrib. in p. T strumento ideale per studiare RAA Decadimento debole con c = 124 m Grande fondo combinatorio (d. Nch/dy = 6000 in Pb-Pb centrale => S/B iniziale ~ 10 -6) Strategia: analisi di massa invariante di topologie che originano da vertici secondari separati dal primario Necessaria forte selezione basata su tagli topologici LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 8

Beauty via elettroni secondari ALICE ha ottima capacità di identificazione di elettroni e può

Beauty via elettroni secondari ALICE ha ottima capacità di identificazione di elettroni e può separare elettroni da beauty grazie c ~ 500 m alla precisione del rivelatore di vertice a pixel Strategia: identificazione elettroni in TPC+TRD taglio in parametro d’impatto LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 9

Resultati attesi (1 LHC-year a lumi nominale) 40 pa nel A gine a cu

Resultati attesi (1 LHC-year a lumi nominale) 40 pa nel A gine a cu LICE ra de Phys l nos i tro gr c s Per (CER uppo f o r N m /LHC charm C 200 ance Rep ort 5 -30) LNL, 22. 12. 2005 barre interne: errori statistici barre esterne: stat. pt-dep. syst. non mostrato: 9% (Pb-Pb), 5% (pp, p-Pb) errore di normalizzazione Andrea Dainese beauty 10

Risorse utilizzate per gli studi di simulazione Strategie di selezione di D 0 e

Risorse utilizzate per gli studi di simulazione Strategie di selezione di D 0 e elettroni da B studiate su un campione di 4 x 104 eventi per Pb-Pb e 107 per pp 1 evento Pb-Pb “full-simulation”: ~1 GB e ~10 CPU h(0. 8 GHz) Sono state usate tecniche di simulazione veloce: 1 evento = 40 MB e 0. 25 CPU h(0. 8 GHz) Totale per Pb-Pb: 1. 6 TB e 40 gg con 10 CPU a 0. 8 GHz [ = 130 gg(1 KSI 2 K)] Per pp, una parte della statistica (4 x 106) processata nel 2002 su calcolo distribuito ALICE: MC, reco, analisi con user macro; solo file di output finali copiati a Padova LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese PD 11

Il Computing Model di ALICE Produzione e trattamento di dati simulati Ricostruzione e trattamento

Il Computing Model di ALICE Produzione e trattamento di dati simulati Ricostruzione e trattamento di dati veri ALICE Distributed Computing Model Oltre 1000 fisici (ALICE Computing TDR CERN/LHCC 2005 -018) Modello gerarchico o caotico? Entrambi! Ø Modello MONARC per la definizione dei siti (Tier) Ø Simulazione e ricostruzione sono task programmate Ø Le analisi sono task caotiche, eventualmente con priorità assegnate dai Physics Working Group Il modello a ‘chaotic cloud’: • ottimizza le risorse • migliora il recupero dopo un ‘incidente’ • funziona… (es. PDC 04) I Tier in ALICE: Tier-0: tutti i dati, trattamento parziale Tier-1: copia dati, fine trattamento, long-term storage di dati trattati/simulazioni di Tier-1 e Tier-2: dati simulati, analisi LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 12

I Tier-2 in ALICE (ALICE Computing TDR CERN/LHCC 2005 -018) I Tier-2 in ALICE

I Tier-2 in ALICE (ALICE Computing TDR CERN/LHCC 2005 -018) I Tier-2 in ALICE hanno i seguenti ruoli: produrre dati MC e trasferirli ai Tier-1 realizzare test di analisi su campioni parziali o analisi non programmate/prioritarie (“caotiche”) conservare a breve termine (= il tempo necessario all’analisi) tutti gli AOD (Analysis Object Data) e i TAG (per la selezione di classi particolari di eventi) + una frazione dei dati raw e ESD (dati ridotti) Dislocazione degli utenti rispetto ai Tier-2 è in principio inessenziale, ma. . prima del 2007 ci sono studi di fattibilità su dati MC la cui priorità è stabilita dal Physics Board Studi prioritari che richiedono risorse di calcolo significative potrebbero (come è già successo) essere programmati (non “caotiche”) e quindi controllati/gestiti dall’Offline Core Team Questo le può indirizzare principalmente a siti Tier-2 particolarmente convenienti dal punto di vista logistico, ad es. per la facilità di interazione col gruppo di studio interessato LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 13

Il gruppo ALICE PD-LNL F. Antinori [coordinatore Heavy Flavour Physics Working Group] M. Cinausero

Il gruppo ALICE PD-LNL F. Antinori [coordinatore Heavy Flavour Physics Working Group] M. Cinausero S. Moretto A. Dainese G. Prete D. Fabris F. Scarlassara J. Faivre G. Segato E. Fioretto F. Soramel M. Lunardon R. Turrisi M. Morando L. Vannucci G. Viesti LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 14

Conclusioni Lo studio della produzione di quark pesanti, a cui si è finora interessato

Conclusioni Lo studio della produzione di quark pesanti, a cui si è finora interessato il gruppo PD-LNL, è uno dei temi di punta del programma di fisica di ALICE Queste analisi sono tra quelle che richiedono maggiori risorse in termini di tempo di CPU e spazio su disco Produzioni ad alta statistica sono necessarie per preparare le strategie di analisi per studiare l’effetto dei tagli e calcolare le corrispondenti correzioni Nel Computing Model di ALICE, i Tier-2 sono considerati come risorse condivise dall’intera Collaborazione e non dedicate a priori a specifici studi di fisica Gli interessi e l’esperienza del nostro gruppo potrebbero rendere naturale l’indirizzamento di attività di calcolo concernenti i quark pesanti sul Tier-2 PD-LNL LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 15

EXTRA LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 16

EXTRA LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 16

Il gruppo ALICE PD-LNL (%) F. Antinori (100) [coordinatore Heavy Flavour Physics Working Group]

Il gruppo ALICE PD-LNL (%) F. Antinori (100) [coordinatore Heavy Flavour Physics Working Group] M. Cinausero (30) S. Moretto (80) A. Dainese (100) G. Prete (30) D. Fabris (40) F. Scarlassara (30) J. Faivre (100) G. Segato (100) E. Fioretto (30) F. Soramel (50) M. Lunardon (80) R. Turrisi (100) M. Morando (50) L. Vannucci (100) G. Viesti (70) LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 17

Impact parameter resolution Mainly provided by the 2 layers of silicon pixels in the

Impact parameter resolution Mainly provided by the 2 layers of silicon pixels in the ITS rf : m 0 5 z PI : 4 XE 25 L m CE LL 9. 8 M < 60 m (rf) for pt > 1 Ge. V/c Two layers: r = 4 cm r = 7 cm LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 18

D 0 K-p+: Selection of D 0 candidates central Pb-Pb events increase S/B by

D 0 K-p+: Selection of D 0 candidates central Pb-Pb events increase S/B by factor ~103! LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 19

D 0 K-p+: Results Pb-Pb central p. Pb min. bias pp S/B initial (M

D 0 K-p+: Results Pb-Pb central p. Pb min. bias pp S/B initial (M 3 s) S/B final (M 1 s) 5 10 -6 11 % 2 10 -3 5% 11 % Significance S/ S+B (M 1 s) 37 (for 107 evts, ~1 month) 33 (for 108 evts, ~1 month) 44 (for 109 evts, ~7 months) Note: with d. Nch/dy = 3000 in Pb-Pb, S/B larger by 4 and significance larger by 2 LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 20

Pb-Pb pp Charm Quenching Low pt (< 6– 7 Ge. V/c) Nuclear shadowing ‘High’

Pb-Pb pp Charm Quenching Low pt (< 6– 7 Ge. V/c) Nuclear shadowing ‘High’ pt (6– 20 Ge. V/c) here energy loss can be studied (it’s the only expected effect) Dainese, EPJC 33 (2004) 495 LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 21

Electron Identification in TPC and TRD Background from charged pions suppressed by factor ~10

Electron Identification in TPC and TRD Background from charged pions suppressed by factor ~10 -4 Example: e ID in TPC selected region (|d 0|>200 m) LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 22

Purity and statistics Signal-to-total ratio and expected statistics in 107 central Pb-Pb events pt

Purity and statistics Signal-to-total ratio and expected statistics in 107 central Pb-Pb events pt > 2 Ge. V/c , 200 < |d 0| < 600 m LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 80% purity 8 104 e from B 23

Statistical error on electrons from B |d 0| > 200 m Subtraction of non-beauty

Statistical error on electrons from B |d 0| > 200 m Subtraction of non-beauty component via data-tuned MC Statistical errors for 107 central (0 -5%) Pb-Pb events electrons LNL, 22. 12. 2005 Andrea Dainese 24