Reconstruction et étude des baryons multi-étranges dans les collisions d'ions lourds ultra-relativistes à √snn=200GeV avec l'expérience STAR au RHIC

par Julien Faivre

Thèse de doctorat en Physique subatomique

Sous la direction de Jean-Pierre Coffin.

Soutenue en 2004

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) .


  • Résumé

    L’étude de la production d’étrangeté est essentielle pour la compréhension du scénario des collisions d’ions lourds ultra-relativistes. Elle est donc directement nécessaire à l’étude de la phase de partons déconfinés qui résulterait de ces collisions : le plasma de quarks et de gluons. STAR, l’une des quatre expériences du collisionneur RHIC, constitue un outil idéal pour l’observation des particules multi-étranges Xi et Oméga. Nous avons créé un code de reconstruction des Xi et Oméga utilisant les traces de la chambre à projection temporelle de STAR. Nous avons ensuite mis au point une méthode multivariables de sélection du signal par rapport au fond combinatoire, l’analyse discriminante linéaire, permettant d’optimiser l’efficacité de la sélection et le rapport signal sur bruit en prenant en compte les corrélations entre variables. Nous l’avons appliquée aux données Au-Au prises à 200 GeV dans le centre de masse afin d’améliorer la précision des résultats précédents. Le taux de production de Oméga et anti-Oméga a été obtenu pour trois classes de centralité, ainsi que leur flot radial et leur température de découplage cinétique. Le gain sur l’incertitude relative est de 15 à 30 % selon les observables. Notre analyse permet en outre de distinguer la fonction modélisant le mieux le spectre en masse transverse des Oméga. La vitesse moyenne du flot radial 0,50 ± 0,02 c et la température de découplage cinétique 132 ± 20 MeV ainsi mesurées semblent notamment indiquer que les baryons multi-étranges se découplent plus tôt du milieu hadronique que les particules plus légères que sont le pion, le kaon et le proton. Les barres d’erreur restent cependant trop grandes pour tirer des conclusions fortes.

  • Titre traduit

    Reconstruction and study of the multi-strange baryons in ultra-relativistic heavy ion collisions at a center-of-mass energy of 200 GeV,with the STAR experiment at RHIC


  • Résumé

    The study of strangeness production is essential for the understanding of the scenario of the ultra-relativistic heavy-ion collisions. It is therefore directly necessary for studying the deconfined partonic phase that is thought to be produced in those collisions : the quark-gluon plasma. STAR, one of the four experiments on the RHIC collider, is an ideal tool for observing the multi-strange particles Xi and Omega. We have created a reconstruction code for the Xi and Omega using the tracks in STAR’s time projection chamber. We have then developped a multi-variable method selecting signal amongst combinatoric background, the linear discriminant analysis, which allows for an optimization of the selection efficiency and of the signal-to-noise ratio by taking the correlations between variables into account. We have used it on the Au-Au data taken at a center of mass energy of 200 GeV, so as to improve the accuracy of the former results. The Omega and anti-Omega yields have been obtained in three centrality classes, as well as their radial flow and their kinetic freeze-out temperature. Depending on the observables, a 15 to 30 % improvement has been reached on the relative uncertainty. Furthermore, our analysis distinguishes the function that best describes the Omega transverse mass spectrum. The measured average velocity of the radial flow 0. 50 ± 0. 02 c and kinetic freeze-out temperature 132 ± 20 MeV seem to indicate that the multi-strange baryons decouple earlier from the hadronic medium than lighter particles such as pions, kaons and protons. Yet, the error bars remain too large to draw strong conclusions.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (228 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 197-203

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2004,4630
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