Production de charmonia dans les collisions d'ions lourds ultra-relativistes : vers une approche unifiée

Charmonia production in ultra-relativistic heavy ions collisions : towards a unified approach

• Auteur / Autrice : Vincent Guiho
• Direction : Joerg Aichelin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique, constituants élémentaires
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et technologies de l'information et des matériaux (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques - Centrale Nantes (1991-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fokker-Planck, Équation de

Quarks lourds

Interactions d'ions lourds

Résumé

La recherche des propriétés du plasma de quarks et de gluons (QGP), état de la matière ultra-dense post-Big-Bang prédit par la chromodynamique quantique, est depuis une trentaine d'années un domaine actif de la physique des hautes énergies. L'enjeu est de taille et à la mesure des moyens expérimentaux mis en oeuvre (expérience RHIC aux USA, LHC en Europe) lors de la collision d'ions lourds ultra-relativistes, puisqu'il ouvrira la connaissance d'une époque primordiale de l'histoire de notre univers. Une des sondes prometteuse quant à la détermination de ces propriétés est la sonde « quark lourd ». L'étude systématique de ses états liés permet en effet en théorie de déterminer l'existence même du QGP. La compréhension de l'interaction états liés de quarks lourd-QGP nécessite en premier lieu une connaissance précise de la propagation de ce type de quarks dans le QGP. Le présent travail de thèse se propose, à cette fin, d'exposer un modèle complet de la propagation des quarks lourds dans le QGP, de leur formation à la détection des électrons provenant de la désintégration des mésons D et Dbar. La propagation est modélisée par une équation de Fokker-Planck généralisé, alors que le QGP est simulé à l'aide d'un modèle hydrodynamique relativiste calibré par les dernières mesures expérimentales. L'exposé est centré sur un calcul quantitatif des coefficients de Fokker-Planck collisionnels et radiatifs. Les résultats obtenus sont tout à fait non-triviaux et montrent que le modèle présenté donne non seulement accès à certaines propriétés thermodynamique importante du QGP et permettra également après raffinement, une meilleure compréhension de l'interaction des états liés de quarks lourds avec le QGP, en nous assurant ainsi que le plasma de quarks et de gluons existe bel et bien sous la forme prédite par la chromodynamique quantique ou non.

Research for the properties of quarks gluons (QGP), state of ultra-dense matter post-Big-Bang predicted by quantum chromodynamics, is since around thirty years an active domain in high energy physics. The stake is of size in the measure of experimental implemented means (experiment RHIC in the USA, LHC in Europe) during ultra-relativistic heavy ions collisions, because it will open the knowledge of an essential period of early universe. One of the probes promising as for the determination of these properties is « heavy quark »probe. The systematic study of its bound states indeed allows in theory to determine the existence of the QGP. The understanding of interaction between states bound and QGP requires first of all a precise knowledge of the distribution of this type of quarks in QGP. The present work of thesis suggest, at this end, exposing a complete model of heavy quarks propagation in QGP, from creation to detection of D Dbar electrons. The distribution is modelised by a generalized Fokker-Planck equation, while the QGP is feigned by means of a model relativist hydrodynamics calibrated by the last experimental measures. The statement is centred on a quantitative calculation of collisionnal and radiative Fokker-Planck coefficients. The obtained results are completely non-coarse and show that the presented model gives not only access to important thermodynamics properties of QGP and will allow too, after refinement, a better understanding of the interaction of heavy quarks boiund states with QGP, so by assuring us that quark gluon plasma exists well and truly under the shape predicted by the quantum chromodynamique or not.