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Die METEOR-Fahrt 71 umfasst 3 biologisch und biogeochemisch orientierte Fahrtabschnitte mit insgesamt 50 Schiffstagen im östlichen Mittelmeer und hat folgende Ziele: Der Abschnitt METEOR 71-1 dient der physikalischen, biogeochemischen und biologischen Probengewinnung im Bereich der Anaximander Mountains. Es gibt nur einige wenige Seeberge im östlichen Mittelmeeres, die weitgehend isoliert vom übrigen Ozean sind und in einer Region liegen, die sich durch ein im Vergleich zum Weltozean sehr warmes Tiefenwasser von rund 14 °C auszeichnet. Hauptziel der Untersuchungen an einem Gipfel der Anaximander Mountains ist die Beantwortung der Frage, ob sich ein Seeberg-Ökosystem in einer oligotrophen Region mit warmen Tiefenwasser in Bezug auf seinen Einfluß auf das umgebende Strömungs- und Nährstoffregime, die Produktivität und Verteilung der Nahrungsketten, sowie in Bezug auf die Größe der „Sphere of interference“, das heißt dem Einflußbereich des Seamounts auf den umgebenden Wasserkörper, ähnlich verhält wie entsprechende Erhebungen im Nordostatlantik. Die Expedition METEOR 71-2 beschäftigt sich mit der Biodiversität in der Tiefsee des östlichen Mittelmeeres und ihren Steuerungsfaktoren (Tiefe, Küstenabstand, Nahrungsverfügbarkeit). Zum einen geht es um eine möglichst vollständige Erfassung der Artenzusammensetzung in zwei Referenzregionen durch Vielfachbeprobung an der selben Stelle, zum anderen um die Unterschiede des Arteninventars und des Artenreichtums in Abhängigkeit von der Tiefe und vom Küstenabstand. Die Arbeitsgebiete von jeweils 17 sm x 5 sm sind das Ierapetra-Becken südlich Kreta. (> 4000m Tiefe) und ein Gebiet der gleichen Größe weiter südlich (2800 m Tiefe doppelter Abstand zur Küste).Die Untersuchungen berücksichtigen alle Grössenklassen des Benthos (Mega-, Macro-, Meiound Nanofauna), um Gemeinsamkeiten und Unterschiede in der Abhängigkeit der Biodiversität von Ökofaktoren zu erkennen. Damit sollen die Struktur und die Funktion der Lebensgemeinschaften am äußerst oligotrophen Tiefseeboden des levantinischen Beckens besser und detaillierter verstanden werden. Arbeiten der Expedition METEOR 71-3 zielen auf die Klärung der Frage, ob im heutigen Mittelmeer Phosphatverlust und unvollständige Nitratnutzung, oder Stickstoff-Fixierung im ultraoligotrophen östlichen Mittelmeer für isotopisch abgereicherte d15N Signaturen von Sedimenten und Schwebstoffen verantwortlich sind. Ein Nebenziel ist die Gewinnung zusätzlicher Oberflächensedimente, um die Datenbasis für Eichungen des UK´37-Index und Abschätzung der Nährstoffakkumulationsraten in Sedimenten im Mittelmeers zu verbessern. Dazu werden auf Schnitten durch das östliche Mittelmeer Nährstoffprofile beprobt, Proben für Messungen der 15N/14N-Verhältnisse in Nitrat, gelöstem organischem Stickstoff, in Sinkstoffen und Oberflächensedimenten gewonnen, Untersuchungen des Phytoplanktons sowie Messungen von N2-Fixierungsraten durchgeführt. Weiter werden molekulare Techniken eingesetzt, um das Vorhandensein und die Transkription der nifH-Gene für das Nitrogenase-Enzym diazotropher Organismen zu überprüfen. Die Methoden zielen auf das nifHGen und seine Transkripte und geben Aufschluss über das Potential für Stickstofffixierung. Die Ergebnisse werden zeigen, ob das Gen aktiv in der Plankton-Gemeinschaft transkribiert wird. Ferne wird mit der DNA Sequenzanalyse neben der Anwesenheit auch die Diversität der diazotrophen Organismen etabliert. Schließlich wird im Verlauf der Fahrt an einer Station im Rhodos-Becken eine Sedimentfalle ausgebracht.
We present the first measurement of event-by-event fluctuations in the kaon sector in Pb – Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV with the ALICE detector at the LHC. The robust fluctuation correlator νdyn is used to evaluate the magnitude of fluctuations of the relative yields of neutral and charged kaons, as well as the relative yields of charged kaons, as a function of collision centrality and selected kinematic ranges. While the correlator νdyn[K+,K−] exhibits a scaling approximately in inverse proportion of the charged particle multiplicity, νdyn[K0 S ,K±] features a significant deviation from such scaling. Within uncertainties, the value of νdyn[K0 S ,K±] is independent of the selected transverse momentum interval, while it exhibits a pseudorapidity dependence. The results are compared with HIJING, AMPT and EPOS–LHC predictions, and are further discussed in the context of the possible production of disoriented chiral condensates in central Pb – Pb collisions.
A measurement of the transverse momentum spectra of jets in Pb-Pb collisions at sNN−−−√=2.76 TeV is reported. Jets are reconstructed from charged particles using the anti-kT jet algorithm with jet resolution parameters R of 0.2 and 0.3 in pseudo-rapidity |η|<0.5. The transverse momentum pT of charged particles is measured down to 0.15 GeV/c which gives access to the low pT fragments of the jet. Jets found in heavy-ion collisions are corrected event-by-event for average background density and on an inclusive basis (via unfolding) for residual background fluctuations and detector effects. A strong suppression of jet production in central events with respect to peripheral events is observed. The suppression is found to be similar to the suppression of charged hadrons, which suggests that substantial energy is radiated at angles larger than the jet resolution parameter R=0.3 considered in the analysis. The fragmentation bias introduced by selecting jets with a high pT leading particle, which rejects jets with a soft fragmentation pattern, has a similar effect on the jet yield for central and peripheral events. The ratio of jet spectra with R=0.2 and R=0.3 is found to be similar in Pb-Pb and simulated PYTHIA pp events, indicating no strong broadening of the radial jet structure in the reconstructed jets with R<0.3.
In particle collider experiments, elementary particle interactions with large momentum transfer produce quarks and gluons (known as partons) whose evolution is governed by the strong force, as described by the theory of quantum chromodynamics (QCD)1. These partons subsequently emit further partons in a process that can be described as a parton shower2, which culminates in the formation of detectable hadrons. Studying the pattern of the parton shower is one of the key experimental tools for testing QCD. This pattern is expected to depend on the mass of the initiating parton, through a phenomenon known as the dead-cone effect, which predicts a suppression of the gluon spectrum emitted by a heavy quark of mass mQ and energy E, within a cone of angular size mQ/E around the emitter3. Previously, a direct observation of the dead-cone effect in QCD had not been possible, owing to the challenge of reconstructing the cascading quarks and gluons from the experimentally accessible hadrons. We report the direct observation of the QCD dead cone by using new iterative declustering techniques4,5 to reconstruct the parton shower of charm quarks. This result confirms a fundamental feature of QCD. Furthermore, the measurement of a dead-cone angle constitutes a direct experimental observation of the non-zero mass of the charm quark, which is a fundamental constant in the standard model of particle physics.
Die Meteor-Reise 60 besteht aus 5 Fahrtabschnitten im subtropischen Wirbel des Nordatlantiks von den Azoren bzw. Madeira bis zum tropischen Westatlantik. Fahrtabschnitt 1 konzentriert sich auf die Ökologie und Biogeochemie von sogenannten „Seamounts“ im östlichen Atlantik im Rahmen eines EU-Projektes; Fahrtabschnitt 2 umfasst, in Zusammenarbeit mit französischen Kollegen, detailierte seismische und geophysikalische Untersuchungen eines aktiven Segments des Mittelatlantischen Rückens; Fahrtabschnitt 3 ist eine multidisziplinäre (geologisch, biologisch und chemisch) Untersuchung über die Auswirkungen der hydrothermalen Zirkulation am Mittelatlantischen Rücken im Rahmen eines DFG-Schwerpunkt-programms; Fahrtabschnitt 4 ist einer physikalisch-ozeanographische Studie der langfristigen Variation der thermohalien Zirkulation in westlichen Becken des Atlantiks im Kontext des BMBF-CLIVAR programms gewidmet; und Fahrtabschnitt 5 schließlich, ist eine multidisziplinäre (chemisch/biologisch) Untersuchung über die CO2-Aufnahme und die biologische Pumpe in der Wassersäule des nordatlantischen Subtropenwirbels (DFG-Sonderforschungsbereich 460). Der erste Fahrtabschnitt der Reise M 60 dient der physikalischen, biogeochemischen und biologischen Probengewinnung im Rahmen des EU- Projektes OASIS (OceAnic Seamounts: an Integrated Study). OASIS ist ein interdisziplinäres Projekt mit 9 Partnern aus 5 europäischen Ländern und untersucht die funktionale Charakteristik von Seamount-Ökosystemen. Basierend auf 2 Fallstudien werden die Prozesse, die Seamount-Ökosysteme charakterisieren, und ihre Einflüsse auf den umgebenden Ozean beschrieben. Die wissenschaftlichen Ergebnisse, zusammengeführt in einem konzeptionellen Ökosystemmodell, werden Ausgangsbasis für die Entwicklung von generellen und ortspezifischen Managementplänen sein. Das primäre Ziel von OASIS, eine holistische Erfassung von Seamount-Ökosystemen, wird durch die Integration folgender Sachgebiete erreicht: a) Identifikation und Beschreibung der physikalischen Einflußkräfte auf Seamount-Ökosysteme b) Erfassung der Herkunft, Qualität und Dynamik partikulärer organischer Substanz in der Wassersäule und an der Sedimentoberfläche c) Beschreibung von Aspekten der Biodiversität und Ökologie von Seamount-Lebensgemeinschaften und Erfassung ihrer Dynamik und Produktionsmechanismen d) Modellierung der trophischen Ökologie von Seamount-Ökosystemen e) Anwendung der wissenschaftlichen Ergebnisse auf den Naturschutz. Ein weiteres Ziel der Fahrt ist die Erprobung eines neu entwickelten Drucklabors zur Untersuchung von Tiefseeorganismen unter in situ-Druckbdingenungen von bis zu 500 bar.
The production of J/ψ is measured as a function of charged-particle multiplicity at forward rapidity in proton-proton (pp) collisions at center-of-mass energies s√ = 5.02 and 13 TeV. The J/ψ mesons are reconstructed via their decay into dimuons in the rapidity interval (2.5 < y < 4.0), whereas the charged-particle multiplicity density (dNch/dη) is measured at midrapidity (|η| < 1). The production rate as a function of multiplicity is reported as the ratio of the yield in a given multiplicity interval to the multiplicity-integrated one. This observable shows a linear increase with charged-particle multiplicity normalized to the corresponding average value for inelastic events (dNch/dη/〈dNch/dη〉), at both the colliding energies. Measurements are compared with available ALICE results at midrapidity and theoretical model calculations. First measurement of the mean transverse momentum (〈pT〉) of J/ψ in pp collisions exhibits an increasing trend as a function of dNch/dη/〈dNch/dη〉 showing a saturation towards high charged-particle multiplicities.
We present a study of the inclusive charged-particle transverse momentum (pT) spectra as a function of charged-particle multiplicity density at mid-pseudorapidity, dNch/dη, in pp collisions at s√=5.02 and 13 TeV covering the kinematic range |η|<0.8 and 0.15<pT<20 GeV/c. The results are presented for events with at least one charged particle in |η|<1 (INEL>0). The pT spectra are reported for two multiplicity estimators covering different pseudorapidity regions. The pT spectra normalized to that for INEL>0 show little energy dependence. Moreover, the high-pT yields of charged particles increase faster than the charged-particle multiplicity density. The average pT as a function of multiplicity and transverse spherocity is reported for pp collisions at s√=13 TeV. For low- (high-) spherocity events, corresponding to jet-like (isotropic) events, the average pT is higher (smaller) than that measured in INEL>0 pp collisions. Within uncertainties, the functional form of ⟨pT⟩(Nch) is not affected by the spherocity selection. While EPOS LHC gives a good description of many features of data, PYTHIA overestimates the average pT in jet-like events.
J/ψ production as a function of charged-particle multiplicity in p-Pb collisions at √sNN = 8.16 TeV
(2020)
Inclusive J/ψ yields and average transverse momenta in p-Pb collisions at a center-of-mass energy per nucleon pair s NN $$ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}} $$ = 8.16 TeV are measured as a function of the charged-particle pseudorapidity density with ALICE. The J/ψ mesons are reconstructed at forward (2.03 < y cms < 3.53) and backward (−4.46 < y cms < −2.96) center-of-mass rapidity in their dimuon decay channel while the charged-particle pseudorapidity density is measured around midrapidity. The J/ψ yields at forward and backward rapidity normalized to their respective average values increase with the normalized charged-particle pseudorapidity density, the former showing a weaker increase than the latter. The normalized average transverse momenta at forward and backward rapidity manifest a steady increase from low to high charged-particle pseudorapidity density with a saturation beyond the average value.
The multiplicity dependence of jet production in pp collisions at the centre-of-mass energy of s√=13 TeV is studied for the first time. Jets are reconstructed from charged particles using the anti-kT algorithm with resolution parameters R varying from 0.2 to 0.7. The jets are measured in the pseudorapidity range |ηjet|<0.9−R and in the transverse momentum range 5<pchT,jet<140 GeV/c. The multiplicity intervals are categorised by the ALICE forward detector V0. The pT differential cross section of charged-particle jets are compared to leading order (LO) and next-to-leading order (NLO) perturbative quantum chromodynamics (pQCD) calculations. It is found that the data are better described by the NLO calculation, although the NLO prediction overestimates the jet cross section below 20 GeV/c. The cross section ratios for different R are also measured and compared to model calculations. These measurements provide insights into the angular dependence of jet fragmentation. The jet yield increases with increasing self-normalised charged-particle multiplicity. This increase shows only a weak dependence on jet transverse momentum and resolution parameter at the highest multiplicity. While such behaviour is qualitatively described by the present version of PYTHIA, quantitative description may require implementing new mechanisms for multi-particle production in hadronic collisions.
The energy deposited at very forward rapidities (very forward energy) is a powerful tool for characterising proton fragmentation in pp and p-Pb collisions. The correlation of very forward energy with particle production at midrapidity provides direct insights into the initial stages and the subsequent evolution of the collision. Furthermore, the correlation with the production of particles with large transverse momenta at midrapidity provides information complementary to the measurements of the underlying event, which are usually interpreted in the framework of models implementing centrality-dependent multiple parton interactions.
Results about very forward energy, measured by the ALICE zero degree calorimeters (ZDCs), and its dependence on the activity measured at midrapidity in pp collisions at s√ = 13 TeV and in p-Pb collisions at sNN−−−√ = 8.16 TeV are discussed. The measurements performed in pp collisions are compared with the expectations of three hadronic interaction event generators: PYTHIA 6 (Perugia 2011 tune), PYTHIA 8 (Monash tune), and EPOS LHC. These results provide new constraints on the validity of models in describing the beam remnants at very forward rapidities, where perturbative QCD cannot be used.