Introduction to Bayesian inference: statistical techniques for relativistic heavy ion data analysis
Liner Santos
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Thiago Domingues
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Resumo: Sob condições extremas de temperatura e pressão, acredita-se que os quarks e glúons (partículas mediadoras da interação entre quarks) podem estar "livres" em um determinado volume. Esta hipotética fase da matéria é chamada plasma de quarks e glúons, QGP na sigla em inglês. Especula-se que tenha existido nos primeiros instantes após o Big Bang e que exista no interior de estrelas de Nêutrons devido à enorme densidade de energia nesses locais. Essas condições de altíssimas temperatura e densidade de energia podem ser reproduzidas em laboratório com a colisão de íons pesados em regime ultrarrelativístico em aceleradores como o RHIC e o LHC. Contudo, devido ao tempo extremamente curto de duração da fase QGP após a colisão, não conseguimos observar diretamente o plasma, apenas os chamados observáveis finais, como as partículas geradas por esse conjunto de quarks, glúons e energia e a distribuição de momento dessas partículas. Assim, a modelagem matemática é uma ferramenta essencial no entendimento do comportamento do sistema, como por exemplo, para termos uma ideia do valor das viscosidades nesta fase.
Palavras-chave: Hádrons; QGP; Inferência bayesiana
Abstract: Under extreme conditions of temperature and pressure, it is believed that quarks and gluons (particles that mediate the interaction between quarks) can be "free" in a given volume. This hypothetical phase of matter is called plasma of quarks and gluons, QGP for its acronym in English. It is speculated that it existed in the first moments after the Big Bang and that it exists inside Neutron stars due to the enormous energy density in these places. These conditions of very high temperature and energy density can be reproduced in the laboratory with the collision of heavy ions in an ultra-relativistic regime in accelerators such as the RHIC and the LHC. However, due to the extremely short duration of the QGP phase after the collision, we were unable to directly observe the plasma, only the so-called final observables, such as the particles generated by this set of quarks, gluons and energy and the distribution of momentum of these particles. Therefore, mathematical modeling is an essential tool in understanding the behavior of the system, for example, to have an idea of the value of viscosities in this phase.
Keywords: Hadrons; QGP; Bayesian inference
