Etude de la production du J/psi dans le canal muonique dans les collisions Cu+Cu à 200 GeV par paire de nucléons dans l'expérience PHENIX

par Andry Rakotozafindrabe

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Frédéric Fleuret.

Soutenue en 2007

à Palaiseau, Ecole polytechnique .

mots clés

• Interactions d'ions lourds
• Plasma quark-gluon

Résumé

Les collisions d'ions lourds relativistes permettent d'étudier la production du plasma de quarks et de gluons (QGP), état dans lequel serait la matière hadronique au-delà d'une température de l'ordre de 200~MeV. Le J/\psi, état lié~c\bar{c}, est une des sondes utilisées pour observer le QGP. Son taux de production peut être modifié par divers effets en compétition: les effets nucléaires froids et ceux attendus en cas de production du QGP. Une suppression anormale du J/\psi (au-delà des effets froids) a déjà été vue par l'expérience NA50 (SPS) dans les collisions Pb~+~Pb les plus centrales. L'expérience PHENIX (RHIC) poursuit cette étude à une énergie environ dix fois plus élevée. Nous avons étudié la production du J/\psi\to\mu^+\mu^- dans les collisions Cu~+~Cu effectuées en 2005 à une énergie de 200~GeV par paire de nucléons. Les résultats obtenus apportent des informations importantes sur les effets froids: ils permettent d'améliorer de manière significative la précision obtenue dans les collisions à petit nombre de nucléons participants, où le QGP ne peut être produit. Ils confirment la similitude des suppressions déjà observées au RHIC dans les collisions Au~+~Au et au SPS; ce constat restant à corroborer par des mesures plus précises des effets froids au RHIC. Les résultats combinés Au~+~Au et Cu~+~Cu mettent aujourd'hui en défaut la plupart des modèles théoriques, et pourraient favoriser l'hypothèse d'une production ! secondaire du J/\psi dans le milieu (recombinaison).

Titre traduit

J/psi production in Cu+Cu collisions at 200 GeV per binary nucleon collision measured by the PHENIX experiment in the dimuon decay channel

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