Bo#omonia produc.on in AA collisions Michael Strickland - - PowerPoint PPT Presentation

Bo#omonia ¡produc.on ¡in ¡AA ¡collisions ¡

Michael ¡Strickland ¡

Kent ¡State ¡University ¡ Kent, ¡OH ¡USA ¡

6th ¡Workshop ¡of ¡the ¡APS ¡Topical ¡Group ¡on ¡Hadronic ¡Physics ¡ ¡ April ¡8 ¡2015 ¡

Heavy ¡Quarkonium ¡Suppression ¡

• In ¡a ¡high ¡temperature ¡quark ¡gluon ¡plasma ¡

we ¡expect ¡weaker ¡color ¡binding ¡(Debye ¡ screening ¡+ ¡asymptoPc ¡freedom) ¡

• Also, ¡high ¡energy ¡plasma ¡parPcles ¡which ¡

slam ¡into ¡the ¡bound ¡states ¡cause ¡them ¡to ¡ have ¡shorter ¡lifePmes ¡à ¡larger ¡spectral ¡ widths ¡

• M. ¡Strickland ¡

2 ¡

• Heavy ¡quark ¡effecPve ¡theory ¡on ¡surer ¡fooPng ¡than ¡for ¡charmonia ¡
• Cold ¡nuclear ¡maUer ¡(CNM) ¡effects ¡are ¡much ¡ ¡

smaller ¡than ¡for ¡the ¡charmonia ¡ ¡

• The ¡masses ¡of ¡boUomonia ¡are ¡much ¡ ¡

higher ¡than ¡the ¡temperature ¡(T ¡< ¡1 ¡GeV) ¡ ¡ generated ¡in ¡HICs ¡à ¡boUomonia ¡producPon ¡ ¡ dominated ¡by ¡iniPal ¡hard ¡scaUerings ¡

• Since ¡boUom ¡quarks ¡and ¡anP-­‑quarks ¡are ¡ ¡

relaPvely ¡rare ¡in ¡LHC ¡HICs, ¡the ¡probability ¡for ¡ ¡ regeneraPon ¡of ¡boUomonia ¡through ¡staPsPcal ¡ ¡ recombinaPon ¡is ¡much ¡smaller ¡than ¡for ¡charm ¡quarks ¡ ¡

[see ¡e.g. ¡E. ¡Emerick, ¡X. ¡Zhao, ¡and ¡R. ¡Rapp, ¡arXiv:1111.6537] ¡

Why ¡Bo#omonia ¡in ¡AA? ¡

• M. ¡Strickland ¡

3 ¡

• A. ¡Mocsy, ¡P. ¡Petreczky, ¡ ¡

¡ ¡and ¡MS, ¡1302.2180 ¡

• Heavy ¡quark ¡effecPve ¡theory ¡on ¡surer ¡fooPng ¡than ¡for ¡charmonia ¡
• Cold ¡nuclear ¡maUer ¡(CNM) ¡effects ¡are ¡much ¡ ¡

smaller ¡than ¡for ¡the ¡charmonia ¡ ¡

• The ¡masses ¡of ¡boUomonia ¡are ¡much ¡ ¡

higher ¡than ¡the ¡temperature ¡(T ¡< ¡1 ¡GeV) ¡ ¡ generated ¡in ¡HICs ¡à ¡boUomonia ¡producPon ¡ ¡ dominated ¡by ¡iniPal ¡hard ¡scaUerings ¡

• Since ¡boUom ¡quarks ¡and ¡anP-­‑quarks ¡are ¡ ¡

relaPvely ¡rare ¡in ¡LHC ¡HICs, ¡the ¡probability ¡for ¡ ¡ regeneraPon ¡of ¡boUomonia ¡through ¡staPsPcal ¡ ¡ recombinaPon ¡is ¡much ¡smaller ¡than ¡for ¡charm ¡quarks ¡ ¡

[see ¡e.g. ¡E. ¡Emerick, ¡X. ¡Zhao, ¡and ¡R. ¡Rapp, ¡arXiv:1111.6537] ¡

Why ¡Bo#omonia ¡in ¡AA? ¡

• M. ¡Strickland ¡

4 ¡

• A. ¡Mocsy, ¡P. ¡Petreczky, ¡ ¡

¡ ¡and ¡MS, ¡1302.2180 ¡

It’s ¡complicated ¡

• Large ¡binding ¡energies ¡à ¡short ¡formaPon ¡Pmes ¡
• FormaPon ¡Pme ¡for ¡Y(1s), ¡for ¡example, ¡is ¡≈ ¡0.2 ¡fm/c ¡
• This ¡comes ¡at ¡a ¡cost: ¡ ¡We ¡need ¡to ¡reliably ¡model ¡the ¡ ¡

early-­‑.me ¡dynamics ¡since ¡quarkonia ¡are ¡born ¡into ¡it ¡

• In ¡addiPon, ¡producPon ¡verPces ¡ ¡

can ¡be ¡anywhere ¡in ¡the ¡transverse ¡ plane, ¡not ¡just ¡the ¡central ¡hoUest ¡ ¡ region ¡ ¡

• For ¡example, ¡for ¡a ¡central ¡collision ¡ ¡

the ¡most ¡probable ¡<r> ¡~ ¡3.2 ¡ ¡fm ¡

• Therefore, ¡we ¡also ¡need ¡to ¡reliably ¡ ¡

describe ¡the ¡dynamics ¡in ¡the ¡full ¡transverse ¡plane ¡

• M. ¡Strickland ¡

5 ¡

Good ¡news ¡and ¡bad ¡news ¡

2 4 6 8 10 12 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 r @fmD r TAAHrL

)

2

(GeV/c

µ µ

m

7 8 9 10 11 12 13 14

)

2

Events / ( 0.1 GeV/c

10 20 30 40 50

Preliminary = 2.76 TeV s CMS pp

|y| < 2.4 > 4 GeV/c

µ T

p

• 1

= 231 nb

int

L data total fit background

)

2

(GeV/c

µ µ

m

7 8 9 10 11 12 13 14

)

2

Events / ( 0.1 GeV/c

100 200 300 400 500 600 700 800

Preliminary = 2.76 TeV

NN

s CMS PbPb

• Cent. 0-100%, |y| < 2.4

> 4 GeV/c

µ T

p

• 1

b µ = 150

int

L data total fit background

2011 ¡CMS ¡Data ¡

The ¡CMS ¡(Compact ¡Muon ¡Solenoid) ¡experiment ¡has ¡measured ¡ boUomonium ¡spectra ¡for ¡both ¡pp ¡and ¡Pb-­‑Pb ¡collisions. ¡ ¡With ¡this ¡ we ¡can ¡extract ¡RAA ¡experimentally ¡

• M. ¡Strickland ¡

6 ¡

p-­‑p ¡ Pb-­‑Pb ¡

PRL ¡109 ¡(2012) ¡222301 ¡

QGP ¡Dynamics ¡

• M. ¡Strickland ¡

7 ¡

LHC ¡Heavy ¡Ion ¡Collision ¡Timescales ¡

8 ¡

• M. ¡Strickland ¡

QGP ¡momentum ¡anisotropy ¡cartoon ¡

9 ¡

• M. ¡Strickland ¡

Decreasing ¡ ¡ shear ¡viscosity ¡

• M. ¡Strickland ¡

10 ¡

prolate ¡

• blate ¡

Isotropic ¡in ¡momentum ¡space ¡

ξ = hp2

T i

2hp2

Li 1

• M. ¡MarPnez ¡and ¡MS, ¡1007.0889 ¡
• W. ¡Florkowski ¡and ¡R. ¡Ryblewski, ¡1007.0130 ¡

Anisotropic ¡Hydrodynamics ¡Basics ¡

f(τ, x, p) = faniso(p, Λ(τ, x) | {z }

T⊥

, ξ(τ, x) | {z }

anisotropy

) + δ˜ f f(τ, x, p) = feq(p, T(τ, x)) + δf

f LRF

aniso = fiso

p p2 + ξ(x, τ)p2

z

Λ(x, τ) !

Viscous ¡Hydrodynamics ¡Expansion ¡ Anisotropic ¡Hydrodynamics ¡Expansion ¡

à ¡“Romatschke-­‑Strickland” ¡form ¡in ¡LRF ¡

Treat ¡this ¡term ¡ “perturbaPvely” ¡

• D. ¡Bazow, ¡U. ¡Heinz, ¡

and ¡MS, ¡1311.6720 ¡

Transverse ¡Dynamics ¡ ¡

Pb-­‑Pb ¡@ ¡2.76 ¡TeV ¡ T0 ¡= ¡600 ¡MeV ¡ τ0 ¡= ¡0.25 ¡fm/c ¡ b ¡= ¡7 ¡fm ¡

• M. ¡MarPnez, ¡R. ¡Ryblewski, ¡and ¡MS, ¡1204.1473 ¡

11

• M. ¡Strickland ¡

Heavy ¡Quark ¡Poten.al ¡

• M. ¡Strickland ¡

12 ¡

Anisotropic ¡Heavy ¡Quark ¡Poten.al ¡

Anisotropic ¡potenPal ¡calculaPon: ¡ ¡Dumitru, ¡Guo, ¡and ¡MS, ¡0711.4722 ¡and ¡0903.4703 ¡ Gluon ¡propagator ¡in ¡an ¡anisotropic ¡plasma: ¡ ¡Romatschke ¡and ¡MS, ¡hep-­‑ph/0304092 ¡

Using ¡the ¡real-­‑Pme ¡formalism ¡one ¡can ¡express ¡the ¡potenPal ¡in ¡terms ¡of ¡the ¡sta$c ¡ advanced, ¡retarded, ¡and ¡Feynman ¡propagators ¡ Real ¡part ¡can ¡be ¡wriUen ¡as ¡ With ¡direcPon-­‑dependent ¡masses, ¡e.g. ¡

V (r, ξ) = −g2CF Z d3p (2π)3 (eip·r − 1)1 2 ⇣ D∗L

R + D∗L A + D∗L F

⌘

Re[V (r, ξ)] = −g2CF Z d3p (2π)3 eip·r p2 + m2

α + m2 γ

(p2 + m2

α + m2 γ)(p2 + m2 β) − m4 δ

13 ¡

• M. ¡Strickland ¡

Full ¡anisotropic ¡poten.al ¡

• Result ¡can ¡be ¡

parameterized ¡as ¡a ¡Debye-­‑ screened ¡potenPal ¡with ¡a ¡ direcPon-­‑dependent ¡ Debye ¡mass ¡ ¡ ¡

• The ¡potenPal ¡also ¡has ¡an ¡

imaginary ¡part ¡coming ¡ from ¡the ¡Landau ¡damping ¡

• f ¡the ¡exchanged ¡gluon! ¡

¡

• This ¡imaginary ¡part ¡also ¡

exists ¡in ¡the ¡isotropic ¡case ¡ ¡

Laine ¡et ¡al ¡hep-­‑ph/0611300 ¡

¡

• Used ¡this ¡as ¡a ¡model ¡for ¡

the ¡free ¡energy ¡(F) ¡and ¡also ¡

• btained ¡ ¡internal ¡energy ¡

(U) ¡from ¡this. ¡

Dumitru, ¡Guo, ¡Mocsy, ¡and ¡MS, ¡0901.1998 ¡ D ¡Bazow ¡and ¡MS, ¡1112.2761; ¡MS, ¡1106.2571. ¡ Dumitru, ¡Guo, ¡and ¡MS, ¡0711.4722 ¡and ¡0903.4703 ¡

14 ¡

• M. ¡Strickland ¡

Burnier, ¡Laine, ¡Vepsalainen, ¡arXiv:0903.3467 ¡(aniso) ¡

Internal ¡Energy ¡

Solve ¡the ¡3d ¡Schrödinger ¡EQ ¡ with ¡complex-­‑valued ¡poten.al ¡

Obtain ¡real ¡and ¡imaginary ¡parts ¡of ¡the ¡binding ¡ energies ¡for ¡the ¡ϒ(1s), ¡ϒ(2s), ¡ϒ(3s), ¡χb1, ¡and ¡χb2 ¡

15 ¡

• M. ¡Strickland ¡

Yager-­‑Elorriaga ¡and ¡Ms; ¡0901.1998; ¡MargoUa, ¡MS, ¡et ¡al, ¡1101.4651 ¡ ¡

Full ¡anisotropic ¡poten.al ¡

• Result ¡can ¡be ¡

parameterized ¡as ¡a ¡Debye-­‑ screened ¡potenPal ¡with ¡a ¡ direcPon-­‑dependent ¡ Debye ¡mass ¡ ¡ ¡

• The ¡potenPal ¡also ¡has ¡an ¡

imaginary ¡part ¡coming ¡ from ¡the ¡Landau ¡damping ¡

• f ¡the ¡exchanged ¡gluon! ¡

¡

• This ¡imaginary ¡part ¡also ¡

exists ¡in ¡the ¡isotropic ¡case ¡ ¡

Laine ¡et ¡al ¡hep-­‑ph/0611300 ¡

¡

• Used ¡this ¡as ¡a ¡model ¡for ¡

the ¡free ¡energy ¡(F) ¡and ¡also ¡

• btained ¡ ¡internal ¡energy ¡

(U) ¡from ¡this. ¡

Dumitru, ¡Guo, ¡Mocsy, ¡and ¡MS, ¡0901.1998 ¡ D ¡Bazow ¡and ¡MS, ¡1112.2761; ¡MS, ¡1106.2571. ¡ Dumitru, ¡Guo, ¡and ¡MS, ¡0711.4722 ¡and ¡0903.4703 ¡

16 ¡

• M. ¡Strickland ¡

Burnier, ¡Laine, ¡Vepsalainen, ¡arXiv:0903.3467 ¡(aniso) ¡

Internal ¡Energy ¡

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

T/Tc

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Binding Energy [GeV]

ξ = 0, (Real Part) ξ = 0, -(Imaginary Part) ξ = 1, (Real Part) ξ = 1, -(Imaginary Part)

Results ¡for ¡the ¡ϒ(1s) ¡binding ¡energy ¡

MargoUa, ¡MS, ¡et ¡al, ¡1101.4651 ¡ ¡

ϒ

Λ/Tc

17 ¡

• M. ¡Strickland ¡

ξ=0 ξ=1

• ResulPng ¡decay ¡rate ¡ΓΤ ≡ ¡-­‑2 ¡Im[Ebind] ¡ ¡is ¡a ¡funcPon ¡of ¡τ, x⊥, ¡and ς

(spaPal ¡rapidity). First ¡we ¡need ¡to ¡integrate ¡over ¡proper ¡Pme ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

• From ¡this ¡we ¡can ¡extract ¡RAA ¡

¡ ¡ ¡ ¡

¡

• Use ¡the ¡overlap ¡density ¡as ¡the ¡probability ¡distribuPon ¡funcPon ¡for ¡

quarkonium ¡producPon ¡verPces ¡and ¡geometrically ¡average ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

The ¡suppression ¡factor ¡

18 ¡

• M. ¡Strickland ¡

State ¡Suppression ¡Factors, ¡RAA

i

100 200 300 400 Npart 0.2 0.4 0.6 0.8 1 RAA Υ(1s) Υ(2s) Υ(3s) χb1 χb2

Potential Model B sqrt(sNN) = 2.76 TeV T0 = 580 MeV

D ¡Bazow ¡and ¡MS, ¡Nucl. ¡Phys. ¡A ¡879, ¡25 ¡(2012); ¡MS, ¡PRL ¡107, ¡132301 ¡(2011). ¡

19 ¡

• M. ¡Strickland ¡

Sequen.al ¡Suppression ¡

200 300 400 500 600 700

T [MeV]

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

Binding Energy [GeV]

Real Part Imaginary Part

Υ(1s)

200 300 400 500 600 700

T [MeV]

0.05 0.1 0.15 0.2

Binding Energy [GeV]

Real Part Imaginary Part

Υ(2s)

593 MeV 230 MeV

Excited ¡states ¡“melt” ¡at ¡lower ¡temperatures. ¡ ¡ Since ¡they ¡“feed ¡down” ¡(decay) ¡to ¡the ¡ ground ¡state ¡this ¡will ¡result ¡in ¡a ¡suppression ¡

• f ¡the ¡ground ¡state. ¡

Figure ¡Courtesy ¡CLEO ¡CollaboraPon ¡

20 ¡

• M. ¡Strickland ¡

State ¡Suppression ¡Factors, ¡RAA

i

100 200 300 400 Npart 0.2 0.4 0.6 0.8 1 RAA Υ(1s) Υ(2s) Υ(3s) χb1 χb2

Potential Model B sqrt(sNN) = 2.76 TeV T0 = 580 MeV

D ¡Bazow ¡and ¡MS, ¡Nucl. ¡Phys. ¡A ¡879, ¡25 ¡(2012); ¡MS, ¡PRL ¡107, ¡132301 ¡(2011). ¡

21 ¡

• M. ¡Strickland ¡

State ¡Suppression ¡Factors, ¡RAA

i

100 200 300 400 Npart 0.2 0.4 0.6 0.8 1 RAA Υ(1s) Υ(2s) Υ(3s) χb1 χb2

Potential Model B sqrt(sNN) = 2.76 TeV T0 = 580 MeV

D ¡Bazow ¡and ¡MS, ¡Nucl. ¡Phys. ¡A ¡879, ¡25 ¡(2012); ¡MS, ¡PRL ¡107, ¡132301 ¡(2011). ¡

22 ¡

• M. ¡Strickland ¡

% % % % %

Inclusive ¡Bo#omonium ¡Suppression ¡

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 100 200 300 400

Inclusive Υ(1s) RAA Npart

(a)

0 < |y| < 2.4 0 < pT < 50 GeV

CMS Stat Err CMS Sys Err 4πη/S = 1 4πη/S = 2 4πη/S = 3

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 100 200 300 400

Inclusive Υ(2s) RAA Npart

(b)

0 < |y| < 2.4 0 < pT < 50 GeV

CMS Stat Err CMS Sys Err 4πη/S = 1 4πη/S = 2 4πη/S = 3

100 200 300 400 Npart 0.2 0.4 0.6 0.8 1 RAA Υ(1s) Υ(2s) Υ(3s) χb1 χb2 Potential Model B sqrt(sNN) = 2.76 TeV

T0 = 580 MeV

• Comparison ¡with ¡CMS ¡2011 ¡data ¡
• More ¡Y(1s) ¡data ¡with ¡smaller ¡error ¡bars ¡
• Y(2s) ¡data ¡as ¡well ¡
• Would ¡be ¡nice ¡to ¡have ¡rapidity ¡and ¡

transverse ¡momentum ¡dependence ¡ from ¡CMS ¡

23 ¡

• M. ¡Strickland ¡

MS, ¡arXiv:1207.5327; ¡MS ¡and ¡D. ¡Bazow, ¡arXiv:1112.2761; ¡MS ¡arXiv:1106.2571 ¡ ¡

Es.mate ¡CNM ¡effect ¡on ¡Bo#omonium ¡in ¡A-­‑A ¡

• M. ¡Strickland ¡

24 ¡

• 4
• 2

2 4 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 y UH1sL RAA

EPS09 NLO shadowing, Pb-Pb 2.76 TeV, R. Vogt, Priv. Comm.

• 4
• 2

2 4 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 y UH1sL RAA

EPS09 NLO shadowing, Pb-Pb 2.76 TeV, R. Vogt, Priv. Comm.

• 4
• 2

2 4 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 y UH1sL RAA

• EsPmate ¡of ¡CNM ¡using ¡EPS09 ¡ ¡

NLO ¡shadowing ¡provided ¡by ¡R. ¡Vogt ¡

• Effect ¡seems ¡to ¡be ¡quite ¡small ¡
• This ¡is ¡good ¡news ¡for ¡isolaPng ¡the ¡medium ¡

effect ¡we ¡are ¡aver, ¡but ¡doesn’t ¡help ¡to ¡ explain ¡the ¡ALICE ¡forward ¡“anomaly” ¡

Conclusions ¡

• All ¡signs ¡point ¡to ¡an ¡momentum-­‑space ¡anisotropic ¡

QGP ¡à ¡need ¡to ¡self-­‑consistently ¡calculate ¡rates ¡ including ¡this ¡fact ¡of ¡life ¡

• At ¡central ¡rapidiPes, ¡the ¡aHydro+screening ¡model ¡

seems ¡to ¡work ¡reasonably ¡well ¡

• CNM ¡effects ¡are ¡quite ¡small ¡
• For ¡the ¡1s ¡state, ¡there ¡is ¡a ¡large ¡dependence ¡on ¡the ¡

assumed ¡value ¡of ¡η/s ¡

• This ¡offers ¡the ¡possibility ¡to ¡constrain ¡η/s using ¡

boUomonia ¡RAA

• M. ¡Strickland ¡

25 ¡

Backup ¡slides ¡

• M. ¡Strickland ¡

26 ¡

Es.ma.ng ¡Early-­‑.me ¡Pressure ¡Anisotropy ¡

27 ¡

• M. ¡Strickland ¡
• CGC ¡@ ¡leading ¡order ¡predicts ¡negaPve ¡à ¡approximately ¡zero ¡

longitudinal ¡pressure ¡ ¡

• QGP ¡scaUering ¡+ ¡plasma ¡instabiliPes ¡work ¡to ¡drive ¡the ¡system ¡towards ¡

isotropy ¡on ¡the ¡fm/c ¡Pmescale, ¡but ¡do ¡not ¡fully ¡restore ¡it ¡ ¡

• Viscous ¡hydrodynamics ¡predicts ¡early-­‑Pme ¡anisotropies ¡≤ ¡0.35 ¡à ¡0.5 ¡
• AdS-­‑CFT ¡dynamical ¡calculaPons ¡in ¡the ¡strong ¡coupling ¡limit ¡predict ¡

anisotropies ¡of ¡≤ ¡0.3 ¡

Conflict ¡with ¡ALICE ¡forward ¡data ¡

• M. ¡Strickland ¡

28 ¡

• Thermal ¡suppression ¡model ¡has ¡

RAA ¡approaching ¡1 ¡at ¡forward/ backward ¡rapidity ¡since ¡there ¡

• ne ¡has ¡T ¡à ¡0 ¡

¡

• Using ¡a ¡Gaussian ¡rapidity ¡profile ¡

(Landau-­‑hydro ¡inspired) ¡does ¡ not ¡even ¡come ¡close ¡to ¡the ¡data ¡ ¡

• Using ¡a ¡Bjorken-­‑like ¡rapidity ¡

profile ¡gives ¡enhanced ¡ suppression, ¡but ¡also ¡doesn’t ¡ describe ¡what ¡is ¡seen ¡by ¡ALICE! ¡ ¡

• p-­‑p ¡reference? ¡

(Some ¡of) ¡the ¡problems ¡with ¡my ¡first ¡calcula.on ¡

• Small ¡anisotropy ¡expansion ¡used ¡for ¡the ¡imaginary ¡part ¡of ¡the ¡

potenPal ¡[unknown ¡level ¡of ¡theorePcal ¡error; ¡IN ¡PROGRESS ¡(Al ¡Qhatani/Naseen)] ¡

• Dynamics ¡was ¡not ¡3+1d ¡and ¡I ¡used ¡smooth ¡iniPal ¡condiPons ¡ ¡

[could ¡be ¡important; ¡3+1 ¡with ¡fluctuaPons ¡IMPLEMENTED ¡and ¡being ¡tested ¡(Krouppa)] ¡

• No ¡regeneraPon ¡included ¡[expected ¡to ¡be ¡small ¡effect ¡<~ ¡10% ¡(Krouppa)] ¡
• No ¡CNM ¡effects ¡[can ¡be ¡included ¡straigh|orwardly, ¡small ¡effect, ¡see ¡next ¡slide] ¡
• No ¡singlet/octet ¡transiPon ¡in ¡Im[V] ¡[affects ¡all ¡rapidiPes; ¡??] ¡
• SimplisPc ¡model ¡of ¡how ¡the ¡anisotropy ¡affects ¡the ¡long ¡range ¡part ¡
• f ¡the ¡potenPal ¡[unknown ¡level ¡of ¡theorePcal ¡error; ¡IN ¡PROGRESS] ¡
• Specula.on: ¡ ¡At ¡RHIC ¡µB ¡~ ¡200 ¡MeV ¡@ ¡|y| ¡~ ¡3 ¡based ¡on ¡staPsPcal ¡

model ¡fits ¡to ¡BRAHMS ¡data ¡[see ¡e.g. ¡Biedron ¡and ¡Broniowski, ¡nucl-­‑th/0610083] ¡ ¡ ¡ à ¡ ¡increased ¡Debye ¡mass ¡and ¡enhanced ¡suppression ¡at ¡forward ¡ rapidity ¡even ¡though ¡T ¡is ¡lower ¡ ¡ ¡

[could ¡be ¡important; ¡need ¡experimental ¡and ¡theorePcal ¡input ¡to ¡further ¡constrain ¡the ¡magnitude ¡

• f ¡the ¡baryo-­‑chemical ¡potenPal ¡at ¡LHC ¡energies] ¡

¡

• M. ¡Strickland ¡

29 ¡

Updated ¡feed ¡down ¡frac.ons ¡

• M. ¡Strickland ¡

30 ¡

100 200 300 400 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Npart UH1sL Inclusive RAA

{0.51, ¡0.107, ¡0.008, ¡0.27, ¡0.105} ¡ {0.618, ¡0.105, ¡0.02, ¡0.207, ¡0.05} ¡ {Y1s,Y2s, ¡Y3s, ¡chib1, ¡chib2} ¡ solid ¡ dashed ¡

4πη/S = 1 4πη/S = 2 4πη/S = 3

• Original ¡feed ¡down ¡fracPons ¡came ¡from ¡CDF ¡collaboraPon ¡at ¡Fermilab ¡
• CMS ¡has ¡recently ¡measured ¡these ¡using ¡their ¡(beUer) ¡detector/staPsPcs ¡

Inclusive ¡Bo#omonium ¡Suppression ¡

31 ¡

• M. ¡Strickland ¡

MS, ¡PRL, ¡arXiv:1106.2571 ¡

• Comparison ¡with ¡CMS ¡2010 ¡data ¡
• IniPal ¡temperature ¡taken ¡from ¡

Schenke ¡hydro ¡simulaPon ¡fits ¡to ¡v2 ¡

• For ¡each ¡η/S ¡I ¡adjusted ¡the ¡iniPal ¡

temperature ¡to ¡keep ¡the ¡final ¡ parPcle ¡mulPplicity ¡fixed ¡

Es.ma.ng ¡Early-­‑.me ¡Pressure ¡Anisotropy ¡

32 ¡

• M. ¡Strickland ¡
• CGC ¡@ ¡leading ¡order ¡predicts ¡negaPve ¡à ¡approximately ¡zero ¡

longitudinal ¡pressure ¡ ¡

• QGP ¡scaUering ¡+ ¡plasma ¡instabiliPes ¡work ¡to ¡drive ¡the ¡system ¡towards ¡

isotropy ¡on ¡the ¡fm/c ¡Pmescale, ¡but ¡do ¡not ¡fully ¡restore ¡it ¡ ¡

• Viscous ¡hydrodynamics ¡predicts ¡early-­‑Pme ¡anisotropies ¡≤ ¡0.35 ¡à ¡0.5 ¡
• AdS-­‑CFT ¡dynamical ¡calculaPons ¡in ¡the ¡strong ¡coupling ¡limit ¡predict ¡

anisotropies ¡of ¡≤ ¡0.3 ¡

Es.ma.ng ¡Anisotropy ¡– ¡AdS/CFT ¡

33 ¡

• M. ¡Strickland ¡
• In ¡the ¡0+1d ¡case ¡there ¡are ¡

numerical ¡soluPons ¡of ¡ Einstein’s ¡equaPons ¡to ¡ compare ¡with. ¡ ¡

Heller, ¡Janik, ¡and ¡Witaszczyk, ¡1103.3452 ¡ see ¡also ¡Chesler ¡and ¡Yaffe, ¡1011.3562 ¡ ¡

• They ¡studied ¡a ¡wide ¡variety ¡
• f ¡iniPal ¡condiPons ¡and ¡

found ¡a ¡kind ¡of ¡universal ¡ lower ¡bound ¡for ¡the ¡ thermalizaPon ¡Pme. ¡

¡

Fhydro ¡known ¡up ¡to ¡ 3rd ¡order ¡hydro ¡ analyPcally ¡ ¡

Red ¡– ¡1st ¡Order ¡Hydro ¡ Blue ¡– ¡2nd ¡Order ¡Hydro ¡ Green ¡– ¡3rd ¡Order ¡Hydro ¡ Grey ¡– ¡GR ¡soluPon ¡

w > 0.63

RHIC ¡200 ¡GeV/nucleon: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡T0 ¡= ¡350 ¡MeV, ¡τ0 ¡> ¡0.35 ¡fm/c ¡ ¡ LHC ¡2.76 ¡TeV/nucleon: ¡ ¡ ¡T0 ¡= ¡600 ¡MeV, ¡τ0 ¡> ¡0.2 ¡fm/c ¡

Heller, ¡Janik, ¡and ¡Witaszczyk, ¡1103.3452 ¡ ¡

N=4 ¡SUSY ¡using ¡AdS/CFT ¡

However, ¡at ¡that ¡Pme ¡the ¡ system ¡is ¡not ¡isotropic ¡and ¡it ¡ remains ¡anisotropic ¡for ¡the ¡ enPrety ¡of ¡the ¡evoluPon ¡

Red ¡– ¡1st ¡Order ¡Hydro ¡ Blue ¡– ¡2nd ¡Order ¡Hydro ¡ Green ¡– ¡3rd ¡Order ¡Hydro ¡ Grey ¡– ¡GR ¡soluPon ¡

= 0.31

=

Other ¡AdS/CFT ¡numerical ¡studies ¡ which ¡include ¡transverse ¡expansion ¡ reach ¡a ¡similar ¡conclusion ¡

van ¡der ¡Schee ¡et ¡al. ¡1307.2539 ¡

See ¡also ¡J. ¡Casalderrey-­‑Solana ¡et ¡al. ¡arXiv: 1305.4919 ¡ ¡

34 ¡

• M. ¡Strickland ¡

Heller, ¡Janik, ¡and ¡Witaszczyk, ¡1103.3452 ¡ ¡

Temperature ¡dependence ¡of ¡η/S ¡

• M. ¡Strickland ¡

35 ¡

Hot ¡and ¡Dense ¡QCD ¡MaUer, ¡Community ¡Whitepaper ¡2014 ¡

The ¡suppression ¡factor ¡

• The ¡suppression ¡factor, ¡RAA, ¡is ¡the ¡raPo ¡of ¡the ¡number ¡of ¡a ¡

parPcular ¡type ¡of ¡parPcle ¡produced ¡in ¡a ¡collision ¡of ¡two ¡ symmetric ¡nuclei ¡(AA) ¡to ¡the ¡amount ¡produced ¡in ¡a ¡ proton-­‑proton ¡(pp) ¡collision ¡scaled ¡by ¡the ¡expected ¡ number ¡of ¡nucleon ¡collisions ¡

RAA = NAA nbinary ⋅ N pp

Number ¡of ¡pp ¡collisions ¡per ¡nucleus ¡collision ¡ Number ¡produced ¡in ¡a ¡ ¡ proton-­‑proton ¡collision ¡ Number ¡produced ¡in ¡a ¡ ¡ nucleus-­‑nucleus ¡collision ¡

• M. ¡Strickland ¡

36 ¡

1 1.5 2 2.5

T/Tc

0.1 0.2 0.3 0.4

Binding Energy [GeV]

ξ = 0, (Real Part) ξ = 0, -(Imaginary Part) ξ = 1, (Real Part) ξ = 1, -(Imaginary Part)

Results ¡for ¡the ¡χb1 ¡binding ¡energy ¡

χb1 ¡

Λ/Tc

37 ¡

• M. ¡Strickland ¡

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