STARlight es un programa generador de eventos de simulación por computadora ( Monte Carlo ) para simular colisiones ultraperiféricas entre núcleos relativistas. [1] [2] Simula interacciones tanto fotonucleares como de dos fotones . Puede simular múltiples interacciones entre un solo par de iones, como la fotoproducción de mesones vectoriales acompañada de excitación mutua de Coulomb .
Estas reacciones son actualmente el método principal de estudio de las interacciones fotonucleares y de dos fotones.
Historia
STARlight se escribió inicialmente a fines de la década de 1990, en FORTRAN . [3] Después de un período de expansión para incluir estados finales adicionales, etc., se recodificó en C ++ a principios de la década de 2000. El código ahora está alojado en el repositorio de código de Hepforge. [4]
Reacciones simuladas
- Producción de dos fotones de pares de leptones
- Producción de dos fotones de mesones individuales
- Producción de fotones de mesones vectoriales
- Fotoproducción generalizada (a través de una interfaz a DPMJet)
STARlight ha sido utilizado por STAR y PHENIX , en RHIC , y en el experimento ALICE , CMS , ATLAS y LHC-b en el Gran Colisionador de Hadrones , para simulaciones de colisiones ultraperiféricas.
STARlight está diseñado para manejar reacciones complejas que involucran múltiples intercambios de fotones entre un solo par de iones. Estas reacciones son importantes en los colisionadores de iones pesados porque, con las cargas nucleares grandes, la probabilidad de interacciones de múltiples fotones en colisiones cercanas al roce (parámetro de impacto b apenas por encima del doble del radio nuclear) es grande. STARlight hace esto calculando las secciones transversales en un formalismo dependiente de los parámetros de impacto. [5] [6]
Uno de sus mayores éxitos fue la exitosa predicción de las secciones transversales para la fotoproducción de ρ 0 tanto en el RHIC [7] como en el LHC. [8] Es también predijo con precisión la sección transversal de e + e - producción de pares en el RHIC [9] y el LHC, [10] utilizando la electrodinámica cuántica de orden más bajo. La última reacción es importante porque muestra que no hay grandes correcciones de orden superior, como podría esperarse debido a la gran carga nuclear. En ambos resultados del RHIC, se utilizó la presencia de neutrones en los calorímetros de cero grados aguas abajo en el disparador, seleccionando eventos con parámetros de impacto inferiores a aproximadamente 40 fermi; A continuación, se buscó en estos eventos ρ 0 fotoproducidos .
Se encuentra disponible una descripción detallada del código. [11]
Referencias
- ^ * Física relativista de iones pesados sin contacto nuclear, CA Bertulani y G. Baur, Physics Today, marzo de 1994, pág. 22.
- ^ Bertulani, Carlos A .; Klein, Spencer R .; Nystrand, Joakim (2005). "Física de colisiones nucleares relativistas ultraperiféricas" . Revisión anual de ciencia nuclear y de partículas . 55 (1): 271–310. arXiv : nucl-ex / 0502005 . doi : 10.1146 / annurev.nucl.55.090704.151526 . ISSN 0163-8998 . S2CID 14661268 .
- ^ J. Nystrand y S. Klein, arXiv: nucl-ex / 9811007
- ^ "Starlight - Hepforge" .
- ^ Baltz, Anthony J .; Klein, Spencer R .; Nystrand, Joakim (14 de junio de 2002). "Fotoproducción coherente de mesones vectoriales con desintegración nuclear en colisiones relativistas de iones pesados". Cartas de revisión física . 89 (1): 012301. arXiv : nucl-th / 0205031 . doi : 10.1103 / physrevlett.89.012301 . ISSN 0031-9007 . PMID 12097035 . S2CID 14227403 .
- ^ Baltz, Anthony J .; Gorbunov, Yuri; Klein, Spencer R .; Nystrand, Joakim (7 de octubre de 2009). "Interacciones de dos fotones con ruptura nuclear en colisiones de iones pesados relativistas" . Physical Review C . Sociedad Estadounidense de Física (APS). 80 (4): 044902. doi : 10.1103 / physrevc.80.044902 . ISSN 0556-2813 . S2CID 117036518 .
- ^ Abelev, BI; Aggarwal, MM; Ahammed, Z .; Anderson, BD; Arkhipkin, D .; et al. (Colaboración STAR) (2008-03-31). "ρ 0 fotoproducción en colisiones de iones pesados relativistas ultraperiféricos en. GeV" Physical Review C Sociedad Americana Física (APS).. 77 (3): 034910. doi : 10.1103 / physrevc.77.034910 . Hdl : 1969,1 / 127.054 . ISSN 0556 hasta 2813 . S2CID 4.033.574 .
- ^ Adam, J .; Adamová, D .; Aggarwal, MM; Aglieri Rinella, G .; Agnello, M .; et al. (2015). "Fotoproducción coherente ρ 0 en colisiones ultraperiféricas Pb-Pb en s norte norte = 2,76 {\ Displaystyle {\ sqrt {s _ {\ mathrm {NN}}}} = 2,76} DHH" . Revista de Física de Alta Energía Springer Science and Business Media LLC.. 2015 (9): 95. doi : 10.1007 / jhep09 (2015) 095 . ISSN 1029-8479 .
- ^ Adams, J .; Aggarwal, MM; Ahammed, Z .; Amonett, J .; Anderson, BD; et al. (Colaboración STAR) (28 de septiembre de 2004). "Producción de pares e + e - acompañada de disociación nuclear en colisiones de iones pesados ultraperiféricos". Physical Review C . Sociedad Estadounidense de Física (APS). 70 (3): 031902 (R). doi : 10.1103 / physrevc.70.031902 . hdl : 1969.1 / 126969 . ISSN 0556-2813 . S2CID 119534791 .
- ^ Abbas, E .; Abelev, B .; Adam, J .; Adamová, D .; Adare, AM; et al. (Colaboración ALICE) (2013). "Charmonium y e + e - fotoproducción de pares a velocidad media en colisiones ultraperiféricas Pb-Pb en s norte norte = 2,76 TeV {\ Displaystyle {\ sqrt {s _ {\ mathrm {NN}}}} = 2,76 \ {\ mbox {TeV}}} " . El Diario Europea de Física C Springer Science and Business Media LLC.. 73 (11): 2617. doi : 10.1140 / epjc / s10052-013-2617-1 . ISSN 1434-6044 . PMC 4.371.050 . PMID 25814847 .
- ^ Klein, Spencer R .; Nystrand, Joakim; Seger, Janet; Gorbunov, Yuri; Butterworth, Joey (2017). "STARlight: un programa de simulación de Monte Carlo para colisiones ultraperiféricas de iones relativistas". Comunicaciones de Física Informática . 212 : 258-268. arXiv : 1607.03838 . doi : 10.1016 / j.cpc.2016.10.016 . ISSN 0010-4655 . S2CID 29581835 .