Gravidade de Lovelock e a correspondência AdS/CFT

A correspondência AdS/CFT é uma notável ferramenta no estudo de teorias de gauge fortemente acopladas que podem ser mapeadas em uma descrição gravitacional dual fracamente acoplada. A correspondência é melhor entendida no limite em que ambos $N$ e $\\lambda$, o rank do grupo de gauge e o acoplamento de \'t Hooft da teoria de gauge, respectivamente, são infinitos. Levar em consideração interações com termos de curvatura de ordem superior nos permite considerar correções de $\\lambda$ finito. Por exemplo, a primeira correção de acoplamento finito para supergravidade tipo IIB surge como um termo de curvatura com forma esquemática $\\alpha\'^3 R^4$. Neste trabalho investigamos correções de curvatura no contexto da gravidade de Lovelock, que é um cenário simples para investigar tais correções pois as suas equações de movimento ainda são de segunda ordem em derivadas. Esse cenário também é particularmente interessante do ponto de vista da correspondência AdS/CFT devido a sua grande classe de soluções de buracos negros assintoticamente AdS. Consideramos um sistema de gravidade AdS-axion-dilaton em cinco dimensões com um termo de Gauss-Bonnet e encontramos uma solução das equações de movimento, o que corresponde a uma black brane exibindo uma anisotropia espacial, onde a fonte da anisotropia é um campo escalar linear em uma das coordenadas espaciais. Estudamos suas propriedades termodinâmicas e realizamos a renormalização holográfica usando o método de Hamilton-Jacobi. Finalmente, usamos a solução obtida como dual gravitacional de um plasma anisotrópico fortemente acoplado com duas cargas centrais independentes, $a eq c$. Calculamos vários observáveis relevantes para o estudo do plasma, a saber, a viscosidade de cisalhamento sobre densidade de entropia, a força de arrasto, o parâmetro de jet quenching, o potencial entre um par quark-antiquark e a taxa de produção de fótons.

Measurement of electrons from heavy-flavour hadron decays in p-Pb collisions at $\\sqrt{s_{NN}} = 5.02$ TeV using TPC and EMCal detectors with ALICE at LHC

Heavy-ion collisions are a powerful tool to study hot and dense QCD matter, the so-called Quark Gluon Plasma (QGP). Since heavy quarks (charm and beauty) are dominantly produced in the early stages of the collision, they experience the complete evolution of the system. Measurements of electrons from heavy-flavour hadron decay is one possible way to study the interaction of these particles with the QGP. With ALICE at LHC, electrons can be identified with high efficiency and purity. A strong suppression of heavy-flavour decay electrons has been observed at high $p_{m T}$ in Pb-Pb collisions at 2.76 TeV. Measurements in p-Pb collisions are crucial to understand cold nuclear matter effects on heavy-flavour production in heavy-ion collisions. The spectrum of electrons from the decays of hadrons containing charm and beauty was measured in p-Pb collisions at $\\sqrt = 5.02$ TeV. The heavy flavour decay electrons were measured by using the Time Projection Chamber (TPC) and the Electromagnetic Calorimeter (EMCal) detectors from ALICE in the transverse-momentum range $2 < p_ < 20$ GeV/c. The measurements were done in two different data set: minimum bias collisions and data using the EMCal trigger. The non-heavy flavour electron background was removed using an invariant mass method. The results are compatible with one ($R_ \\approx$ 1) and the cold nuclear matter effects in p-Pb collisions are small for the electrons from heavy-flavour hadron decays.

Os efeitos nucleares em processos de produ¸c˜ao de quarkonium no Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) e no Large Hadron Collider (LHC)

Neste trabalho de disserta¸c˜ao, investigamos os efeitos nucleares em processos de produ¸c˜ao de quarkonium no Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) e no Large Hadron Collider (LHC). Para tanto, consideramos o Modelo de Evapora¸c˜ao de Cor (CEM), baseado em processos partˆonicos calculados mediante a QCD perturbativa e em intera¸c˜oes n˜ao perturbativas via troca de gl´uons suaves para a forma¸c˜ao do quarkonium. Supress˜ao de quarkonium ´e um dos sinais de forma¸c˜ao do assim chamado Plasma de Quarks e Gl´uons (QGP) em colis˜oes ultrarelativ´ısticas de ´ıons pesados. No entanto, a supress˜ao n˜ao ´e somente causada em colis˜oes n´ucleo-n´ucleo (AA) devido `a forma¸c˜ao do QGP. De fato, a supress˜ao de quarkonium tamb´em foi observada em colis˜oes pr´oton-n´ucleo (pA). A fim de separar os efeitos da mat´eria quente (devidos ao QGP) e fria (efeitos n˜ao devidos ao QGP), pode-se olhar primeiro para colis˜oes pA, onde somente efeitos de mat´eria fria desempenham um papel fundamental, e depois aplicar esses efeitos em colis˜oes AA, uma vez que parte da supress˜ao ´e devido a efeitos de mat´eria fria. No regime de altas energias, a produ¸c˜ao do quarkonium ´e fortemente dependente da distribui¸c˜ao de gl´uons nuclear, o que viabiliza uma oportunidade ´unica de estudar o comportamento de pequeno x dos gl´uons dentro do n´ucleo e, consequentemente, restringir os efeitos nucleares. Estudamos os processos nucleares utilizando distintas parametriza¸c˜oes para as distribui¸c˜oes partˆonicas nucleares. Calculamos a raz˜ao nuclear para processos pA e AA em fun¸c˜ao da vari´avel rapidez para a produ¸c˜ao de quarkonium, o que permite estimar os efeitos nucleares. Al´em disso, apresentamos uma compara¸c˜ao com os dados do RHIC para a produ¸c˜ao do m´eson J/Ψ em colis˜oes pA, demonstrando que a an´alise deste observ´avel ´e uma quest˜ao em aberto na literatura. Adicionalmente, estimamos a produ¸c˜ao de quarks pesados e quarkonium na etapa inicial e durante a fase termal de uma colis˜ao ultrarelativ´ıstica de ´ıons pesados. O objetivo deste estudo ´e estimar as distintas contribui¸c˜oes para a produ¸c˜ao e de alguns efeitos do meio nuclear.

Energy and system size dependence of phi meson production in Cu plus Cu and Au plus Au collisions

We study the beam-energy and system-size dependence of phi meson production (using the hadronic decay mode phi -> K(+) K(-)) by comparing the new results from Cu + Cu collisions and previously reported Au + Au collisions at root s(NN) = 62.4 and 200 GeV measured in the STAR experiment at RHIC. Data presented in this Letter are from mid-rapidity (vertical bar y vertical bar < 0.5) for 0.4 < p(T) < 5 GeV/c. At a given beam energy, the transverse momentum distributions for phi mesons are observed to be similar in yield and shape for Cu + Cu and Au + Au colliding systems with similar average numbers of participating nucleons. The phi meson yields in nucleus-nucleus collisions, normalized by the average number of participating nucleons, are found to be enhanced relative to those from p + p collisions. The enhancement for phi mesons lies between strange hadrons having net strangeness = 1 (K(-) and <(A)over bar>) and net strangeness = 2 (Xi). The enhancement for phi mesons is observed to be higher at root s(NN) = 200 GeV compared to 62.4 GeV. These observations for the produced phi(s (s) over bar) mesons clearly suggest that, at these collision energies, the source of enhancement of strange hadrons is related to the formation of a dense partonic medium in high energy nucleus-nucleus collisions and cannot be alone due to canonical suppression of their production in smaller systems. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Supressão de J/[psi] em processos próton-núcleo e núcleo-núcleo devido aos efeitos de alta densidade

A supressão da produção do méson J/Ψ em colisões de íons pesados tem sido apontada como um sinal da formação de um estado desconfinado da matéria - o Plasma de Quarks e Glúons. Este sinal, por em, não e inequívoco e muitos modelos, que não assumem a formação do plasma, podem descrever igualmente bem os resultados da colaboração NA50, no CERN, que apontou uma supressão anômala, não explicada pela absorção nuclear, nas colisões mais centrais entre íons de chumbo. De modo geral, estes modelos, considerando ou não a formação do plasma, procuram explicar os resultados experimentais através de mecanismos que causam a supressão no estado final da colisão, isto e, mecanismos que agem sobre as partículas produzidas na colisão. Por outro lado, para núcleos pesados e em processos envolvendo altas energias, as distribuições partônicas nucleares são alteradas em relação as distribuições para nucleons livres. Estas alterações ocorrem devido ao fato das dimensões do nucleon serem um limite geométrico para o crescimento das distribuições - seu vínculo de unitariedade - pois o meio nuclear, em altas energias, apresenta uma alta densidade partônica. A existência deste vínculo de unitariedade requer modificações das distribuições partônicas, o que deve ser considerado nos cálculos das seções de choque nucleares. Tais modificações afetam a produção de hádrons no estado final, diminuindo sua taxa de produção. Nesse trabalho, investigamos a inclusão dos efeitos de alta densidade nas distribuições partônicas para o tratamento da supressão de J/Ψ em colisões envolvendo alvos nucleares. Estes efeitos são decorrentes do aumento da distribuição de glúions na região de pequeno x (altas energias). A evolução DGLAP, que considera apenas a emissão de pártons, prevê um crescimento ilimitado da distribuição de glúons nesta região, quebrando assim o vínculo da unitariedade. Por isso, o mecanismo de recombinação partônica passa a contribuir para restaurar a unitariedade. Estes efeitos de recombinação, basicamente, são tratados como os efeitos de alta densidade referidos nesse trabalho, alterando as distribuições partônicas nucleares. Utilizamos processos próton-núcleo para estimar a magnitude destes efeitos, uma vez que estes processos não apresentam um meio nuclear tão denso quanto o proporcionado por colisões núcleo-núcleo. Esta premissa torna os processos próton-núcleo testes mais confiaveis para a investigação dos efeitos de alta densidade. Analisamos em especial a razão entre as taxas de produção do méson J/Ψ e do par de léptons, via processo Drell- Yan, uma vez que este observável e utilizado para apontar a supressão na produção de J/Ψ . Estendemos esta análise para processos núcleo-núcleo, onde novos mecanismos de supressão, entre eles a formação do Plasma de Quarks e Glúons são esperados. Os resultados aqui apresentados mostram que a inclusão dos efeitos de alta densidade introduz uma supressão adicional na produção de J/Ψ , que se torna mais significativa com o aumento da energia do processo. Nossa conclusão e, portanto, que estes efeitos devem ser incorporados na análise deste sinal em experimentos realizados em RHIC e LHC.

Quark and gluon distribution functions in a viscous quark-gluon plasma medium and dilepton production via q(q)over-bar annihilation

Viscous modifications to the thermal distributions of quark-antiquarks and gluons have been studied in a quasiparticle description of the quark-gluon-plasma medium created in relativistic heavy-ion collision experiments. The model is described in terms of quasipartons that encode the hot QCD medium effects in their respective effective fugacities. Both shear and bulk viscosities have been taken in to account in the analysis, and the modifications to thermal distributions have been obtained by modifying the energy-momentum tensor in view of the nontrivial dispersion relations for the gluons and quarks. The interactions encoded in the equation of state induce significant modifications to the thermal distributions. As an implication, the dilepton production rate in the q (q) over bar annihilation process has been investigated. The equation of state is found to have a significant impact on the dilepton production rate along with the viscosities.

Photon production in a chemically equilibrating quark-gluon plasma at finite Baryon density: Complete leading order results

We investigate hard photon production of the near-collinear bremsstrahlung and a new process called the inelastic pair annihilation, fully including the LPM effect, in a chemically equilibrating quark-gluon plasma at finite baryon density, and find that the effect of the system evolution on the photon production and large contribution of the bremsstrahlung make the total photon yield of the two processes as a strongly increasing function of the initial quark chemical potential.

BREAKING WAVES IN AN IDEAL QUARK GLUON PLASMA

We study the propagation of perturbations in the energy density in a quark gluon plasma. Expanding the Euler and continuity equations of relativistic hydrodynamics around equilibrium configurations we obtain a nonlinear differential equation called the breaking wave equation. We solve it numerically and follow the time-evolution of initially localized pulses. We find that, quite unexpectedly, these pulses live for a very long time (compared to the reaction time-scales) before breaking. In practice, they mimick the Korteweg-de Vries solitons. Their existence may have some observable consequences.

Disappearance of squeezed back-to-back correlations: a new signal of hadron freeze-out from a supercooled quark gluon plasma

We briefly discuss four different possible types of transitions from quark to hadronic matter and their characteristic signatures in terms of correlations. We also highlight the effects arising from mass modification of hadrons in hot and dense hadronic matter, as well as their quantum statistical consequences: the appearance of squeezed quantum states and the associated experimental signatures, i.e., the back-to-back correlations of particle-antiparticle pairs. We briefly review the theoretical results of these squeezed quanta, generated by in-medium modified masses, starting from the first indication of the existence of surprising particle-antiparticle correlations, and ending by considering the effects of chiral dynamics on these correlation patterns. Nevertheless, a prerequisite for such a signature is the experimental verification of its observability. Therefore, the experimental observation of back-to-back correlations in high energy heavy ion reactions would be a unique signature, proving the existence of in-medium mass modification of hadronic states. on the other hand, their disappearance at some threshold centrality or collision energy would indicate that the hadron formation mechanism would have qualitatively changed: asymptotic hadrons above such a threshold are not formed from medium modified hadrons anymore, but rather by new degrees of freedom characterizing the medium. Furthermore, the disappearance of the squeezed BBC could also serve as a signature of a sudden, non-equilibrium hadronization scenario from a supercooled quark-gluon plasma phase.

On the radial expansion of tubular structures in a quark-gluon plasma

We study the radial expansion of cylindrical tubes in a hot QGP. These tubes are treated as perturbations in the energy density of the system which is formed in heavy ion collisions at RHIC and LHC. We start from the equations of relativistic hydrodynamics in two spatial dimensions and cylindrical symmetry and perform an expansion of these equations in a small parameter, conserving the nonlinearity of the hydrodynamical formalism. We consider both ideal and viscous fluids and the latter are studied with a relativistic Navier-Stokes equation. We use the equation of state of the MIT bag model. In the case of ideal fluids we obtain a breaking wave equation for the energy density fluctuation, which is then solved numerically. We also show that, under certain assumptions, perturbations in a relativistic viscous fluid are governed by the Burgers equation. We estimate the typical expansion time of the tubes. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

From Complex to Stochastic Potential: Heavy Quarkonia in the Quark-Gluon Plasma

The in-medium physics of heavy quarkonium is an ideal proving ground for our ability to connect knowledge about the fundamental laws of physics to phenomenological predictions. One possible route to take is to attempt a description of heavy quark bound states at finite temperature through a Schrödinger equation with an instantaneous potential. Here we review recent progress in devising a comprehensive approach to define such a potential from first principles QCD and extract its, in general complex, values from non-perturbative lattice QCD simulations. Based on the theory of open quantum systems we will show how to interpret the role of the imaginary part in terms of spatial decoherence by introducing the concept of a stochastic potential. Shortcomings as well as possible paths for improvement are discussed.

An estimate of heavy quark momentum diffusion coefficient in gluon plasma

We calculate the momentum diffusion coefficient for heavy quarks in SU(3) gluon plasma at temperatures 1-2 times the deconfinement temperature. The momentum diffusion coefficient is extracted from a Monte Carlo calculation of the correlation function of color electric fields, in the leading order of expansion in heavy quark mass. Systematics of the calculation are examined, and compared with perturbtion theory and other estimates.