Propagation et collectivité des quarkonia dans le plasma de quarks et de gluons : vers la suppression de la suppression du J/ψ à hautes températures

par Hamza Berrehrah

Thèse de doctorat en Physique Subatomique, Physique des ions lourds

Sous la direction de Pol-Bernard Gossiaux et de Jörg Aichelin.

Soutenue en 2011

à Nantes , en partenariat avec Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    The suppression of quarkonia has been studied as a probe of the quark gluon plasma (QGP) properties for 25 years. However, the comparison between experimental data and theoretical scenarios including suppression mechanisms is not very conclusive. An alternative track is to study not only the suppression but also the physical properties of quarkonia survivors in the QGP. In fact, recent SPS results showed a non-zero quarkonia elliptic flow. On the other hand, recent RHIC results suggest a strong thermalization of charm quarks in the medium. Therefore, it follows a small diffusion coefficient and a moderate final separation between the two constituents of the bound state. This would limit the J/ψ suppression (suppression of the J/ψ suppression) and motivate the interest to study the quarkonia dynamics in the QGP. This thesis focuses on the study of the physical aspects underlying the quarkonia propagation and collectivity in the QGP. The study is performed using a hydrodynamic transport model describing the stochastic evolution of a bound state in a hot fluid. The ingredients for this approach are, among others, the evaluation of the elastic and inelastic quarkonium-gluon/quark/hadron scattering processes, and a relevant estimation of the collisional energy losses and stochastic forces of the thermal bath. To conduct this study, we developed a theoretical framework by combining analytical calculations based on pQCD, phenomenological considerations and results from lQCD. The role of elastic scattering process during the quarkonia propagation in the QGP has been demonstrated in our study. In addition, elements that characterize the quarkonia collectivity in the medium were obtained.


  • Résumé

    Depuis 25 ans, la suppression des quarkonia a été étudiée comme sonde du plasma de quarks et de gluons (PQG). Néanmoins, la comparaison entre les données expérimentales et les scénarios incluant cette suppression n'est pas concluante. Une voie alternative est d'étudier non seulement la suppression mais aussi les propriétés physiques des quarkonia survivants dans le PQG. En effet, des résultats récents du SPS montrent un flot elliptique de quarkonia non nul. De plus, des résultats du RHIC suggèrent une forte thermalisation des quarks charmés dans le milieu. Il en résulte un faible coefficient de diffusion et une séparation finale modérée entre les constituants du J/ψ qui limiterait sa suppression (suppression de la suppression). Ce phénomène motive l'intérêt de l'étude dynamique des quarkonia. Cette thèse propose d'étudier les aspects physiques sous-jacents à la propagation et à la collectivité des quarkonia dans le PQG. Cette étude est basée sur un code hydrodynamique de transport décrivant l'évolution stochastique d'un état lié dans un fluide chaud. Les ingrédients nécessaires à ce modèle sont, entres autres, l'évaluation des processus de diffusion élastique et inélastique quarkonia-gluon/quark/hadron et l'estimation des pertes d'énergie collisionnelles et des forces stochastiques du bain thermique. Pour mener à bien cette étude, nous avons développé un cadre théorique combinant des calculs analytiques en pQCD, des considérations phénoménologiques et des résultats de lQCD. Le rôle du processus de diffusion élastique lors de la propagation des quarkonia dans le PQG a été mis en évidence dans notre étude. De plus, des éléments caractérisant la collectivité des quarkonia sont apportés.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (410 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 377-404.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
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