SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
1
Cronin Effect for the identified particles from200 GeV d+Au collisions
Xiangzhou Cai
Shanghai INstitute of Applied Physics (SINAP)
Chinese Academy of Sciences
for the STAR Collaboration
(Presented by Yu-Gang Ma, SINAP)
Outline
Introduction and Motivations
Spectra, fit function and comparison
Rcp, RdAu, particle dependence of Cronin effect
Summary
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
2
IntroductionIntroduction
AndAnd
MotivationMotivation
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
3
Some Definitions
Initial-state effect: The effect happens before the hard scattering.
Final-state effect:  The effect happens after or at the hard scattering.
The behavior of the many-body systems we study (such as p-A, A-B collision)can be “calibrated”  with a “reference system” like p-B or p-p.
Similarly, the central collision can be “calibrated” by theperipheral collision in the following way:
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
4
Ks_Lam_fig3_color
Pi_K_P_Lam_fig1_color
STAR
PHENIX
Dark downward diagonal
1)Particle dependence of RAA/Rcp andv2 from Au+Au collisions is observed.How about RAA/Rcp in dAu? particletype or mass dependence? (Rcp  forKsand p).
2)  The Cronin effect has beenconsidered as due to initial partonscattering. Should the Cronin effectbe influenced by the final stateparticle formation dynamics?
3)  Recombination models  predict theparticle type dependence of the Rcpat intermediate pT in AuAu collisions.
Rcp & v@ 200GeV Au+Au
 
Dark downward diagonal
m~1019 MeV/cm~1116 MeV/c2; mKs~498 MeV/c2
PHENIX: PRL91, 182301(03)
STAR: PRL92, 052302(04) nucl-ex/0306007
Models: Greco et al, PRC68, 034904(03)
Saturation at intermediate pT
Baryon and meson difference
Baryon
Meson
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
5
Analysis detailsAnalysis details
AndAnd
Spectra of identifiedparticlesSpectra of identifiedparticles
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
6
Centrality definition of dAu@200GeV
Dark downward diagonal
1)dE/dx identify stable charged particles
in a certain momentum range.
2)Unstable particles identified by decay
topology or event mixing method.
centrality
Multiplicity FTPC East in d+Au collisions
40-100%
20-40%
0-20%
Dark downward diagonal
Three Multiplicity Bins are defined bythe Nch per event in FTPC East
After cut: ~  10 Million events
dedxPlot
STAR PreliminarySTAR Preliminary
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
7
Event Selection:
|VertexZ| < 50cm, with Primary vertex found, good run
After cuts, # of Events ~ 10M
Decay mode:
Ks =>+ -      (68.6%)
-   -          (99.9%)
                  p+  + -  (63.9%)
=>+ -    (49.1%)
K* =>       (100%)
Ks,  are reconstructed usingtopology cuts, like decay length, dca-v0-primV
Daughter tracks are NOT identifiedwhen pt>1.1 GeV/c, but v0 can beidentified at much higher pT.
event mixing
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
8
Dark downward diagonal
Ks and  are V0 particles:
        decay length:          Ks =  2.69 cm      = 7.89 cm
In TPC, neutral Ks and  are reconstructed from chargedparticles: p, K and  (See above sketch).
Topology Cuts (See the right sketch)
|vertexZ|<50cm
DcaV0: between two daughter tracks < 0.7cm
DcaImpact (distance between V0 and Primary vertex) <0.75 cm () , and < 0.6cm (Ks)
Decay length (distance between primary vertex and V0decay point) > 2 cm (Ks and )
-
p+
Ks and  reconstruction & Topology cuts
PrimaryVertex
Ks
-
+
PrimaryVertex
Decay point
Decay point
DcaV0
Decay len
DcaImpact
Track 1
Track 2
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
9
Reconstruction of 
B
subatech3
Dca Lambda Daughters
Dca Xi  To Prim Vertex
Decay Length Xi
invMassAxiV2
 Reconstruction by the topologyof the decay:    + -
                  p + -
 Selection by:
 geometrical cuts
 dE/dx pid
 Efficiency and acceptancecorrection done using the embeddingMonte-Carlo technique
Javier Castillo
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
10
  K+ K-               Branching Ratio = 0.49
Both K+ and K- come from the same event
Signal
K+ and K- come from different event
Background
Mixed event is supposed to contain everythingof significance to the correlation analysis exceptthe correlation itself.
Calculate the invariant mass of every possible
K+K- pairs and accumulate the signal to
reconstruct in each (y, pt) bin.
Event Mixing Method
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
11
50%
Measurements in dAu collisions
Mass = 1019.4±0.5MeV/c2 FWHM=7.31.1 MeV/c2
K+K- pair invariant mass
background subtracted
pt413bin2-3
For 40~100% centrality bin at|y|<0.5 and 0.4<pt<1.3GeV/c.Red line is the same-eventdistribution. Black line is thenormalized mixed-eventdistribution.
Pt4to13bin1
Invariant mass distribution of  meson
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
12
Invariant mass plots
dAu200_raw_pt_Xi_massAll
dAu200_raw_Ks_massAll
|y|<1
0.4 <pt< 6.0
dAu200_raw_Lambda_massAll
|y|<1
0.4 <pt< 6.0
|y|<1
0.6 <pt< 5.0
image002
|y|<0.5
0.4 <pt< 1.3
 
  Withoutbackgroundsubtraction
  Ks,  : topologycuts;
  : event mixing
  The quality ofsignals are prettygood.
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
13
Spectra for MinBias production in dAu
exp fit covering low ptend and power-law fitcovering high pt region.
Double exponential fitcan reproduce theexperimental data betterthan other two funtions.
Comparison of different Fits for  Spectra
Diff_Fit_MB0420
Double exponential fit:
T1: ~300MeV;  T2: 1.0~1.5GeV;
STAR PreliminarySTAR Preliminary
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
14
paper_Ks_spectra
Spectra and fits: Ks
pT: 0.4 – 6 GeV/c. cross point: pT~(2~4)GeV/c2.
With efficiency correction (including vertex efficiency). Statistical errors only.
the Lambda spectra are corrected for Xi feeddown.
Recombination model may fit spectra well … TT(low pt)+TS(middle pt)+SS(high pt)
paper_Lam_spectra
Phi_dau_yield
  double exp fit
paper_Xi_spectra_dob
STAR PreliminarySTAR Preliminary
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
15
Spectra : k, p
piminusyield
kminusyield
pbaryield
The spectra in d+Au collisions are harder than those in p+pcollisions
STAR PreliminarySTAR Preliminary
p+p
p+p
p+p
peripheral
central
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
16
dN/dy vs. <Nch>
 , Ks, increase with <Nch> indAu and AuAu collisions.
dAuMinbias
dNdy_KLX
STAR PreliminarySTAR Preliminary
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
17
<Pt> vs. <Nch>
mean_pt_KLX
<pt>:  shows no dependence of <Nch>within error bar, but  and  are different.
dAu Minbias
STAR PreliminarySTAR Preliminary
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
18
Cronin effectCronin effect
AndAnd
Recombination modelRecombination model
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
19
Comparison with Recombination Model (I)
R.C. Hwa et al., nucl-th/0403001; R.C. Hwa et al., nucl-th/0406066
Recombination model can reproduce the  spectra in d+Au collisions.
piplus_recombine
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
20
Comparison with Recombination Model (II)
R.C. Hwa et al., nucl-th/0403001; R.C. Hwa et al., nucl-th/0406066
Recombination model can reproduce the p spectra in d+Au collisions.
pplus_recombine
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
21
Rcp of , Ks, @ dAu 200 GeV
Mesons (Ks, ) have the same Rcp for dAu
Baryons () have the same Rcp too,  but higher than mesons.
Particle production at intermediate pT region is dividing by the particle’s type, notthe mass. Similar particle dependence has been observed in Au+Au collisions.
Such dependence is indicative of hadron formation dynamics such asrecombination/coalescence.
dAu_phiKsLamXi_Rcp
TTTT
TSTS
SSSS
TTTTTT
TTS+TSSTTS+TSS
SSSSSS
STAR:  behaves like mesons, despite of the large mass: ReComb prediction
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
22
RdAu of  comparing with  K p
Particle production at intermediate pT region is sortedby the particle’s type, not the mass
 Low pT, RdAu <1
  High pT, RdAu >1
  Px~=1 GeV/c
 RdAu(p)> RdAu(,,K)
 RdAu of  is closer to thatof  and k than that of p
STAR PreliminarySTAR Preliminary
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
23
straub
Comparison with pA collision
s =27.4GeV
P.B Straub,PRL 68, 452(1992)
Rw/Be at pA collisions   W: tungsten     Be: beryllium
s =38.8GeV
the particle dependence hasalso been observed previouslyat lower energy.the particle dependence hasalso been observed previouslyat lower energy.
Rw/Be :Rw/Be :
 Mesons (2 quarks): Mesons (2 quarks):
Kaon and  1.5;Kaon and  1.5;
 Baryons (3 quarks): Baryons (3 quarks):
proton 2.5proton 2.5
Particle-type dependence!Particle-type dependence!
~1.4
~1.5
~2.5
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
24
Dark downward diagonal
1)Measure the productions for various particles (Ks, k, p) in dAu collisions @200GeV.
2)Double exponential function can fit the , Ks,  and spectra better than others.
3)RdAu and Rcp in dAu are grouped into mesons andbaryons. It indicates that the particle production isdividing by particle type rather than particle mass.
4)It indicates that the initial parton scattering modelalone cannot explain the observed particle dependence.The hadron formation dynamics play an important role.Recombination picture provides a possiblehadronization scheme for the particle dependence.
SummarySummary
SQM2004, Cape Town, Sept. 16, 2004
STARSTAR
25
The EndThe End
Thank you!Thank you!