Measurement of absolute Drell-Yan cross-sections using a 190-GeV π⁻ beam at the COMPASS-II experiment

par Marco Meyer-Conde

Thèse de doctorat en Physique hadronique

Sous la direction de Stéphane Platchkov et de Jen-Chieh Peng.

  • Titre traduit

    Mesure de sections efficaces absolues Drell-Yan à l'aide d'un faisceau de π⁻ de 190-GeV à COMPASS


  • Résumé

    La prise de données réalisée en 2015 par la collaboration COMPASS au CERN a permis de collecter un nombre significatif de paires de muons de grande masse. Ces dernières proviennent de l’interaction d’un faisceau de pions négatifs d’impulsion 190 GeV/c sur des cibles d’ammoniac (NH₃), d’aluminium (Al) ou de tungstène (W). Ce travail de thèse décrit les différentes étapes d’analyse des données de Drell-Yan dans la région de masse entre 4.3 et 8.5 GeV/c², depuis la reconstruction des traces du pion incident et des muons diffusés, jusqu’à l'extraction des sections efficaces finales. Ces étapes comprennent la détermination du flux incident et des densités des trois cibles, l’évaluation des différentes efficacités expérimentales, le calcul de l’acceptance de l’appareillage par simulation Monte-Carlo et la réduction des données à des paires de muons. Présentées en fonction de la variable de Feynman xF et de l’impulsion transverse pT, les sections efficaces Drell-Yan sont comparées aux calculs théoriques aux ordres NLO et NNLO, ainsi qu’aux résultats des expériences antérieures. Une interprétation plus poussée des résultats donnera accès aux distributions des partons dans le pion et à l’étude des effets de la matière froide dans les noyaux.


  • Résumé

    The COMPASS collaboration at CERN collected a significant amount of Drell-Yan data in 2015. The measured lepton pairs originate from the interaction of a negatively charged pion beam at 190 GeV/c with ammonia targets (NH₃), aluminum (Al) or tungsten (W). The analysis step using the Drell-Yan data are discussed in the mass range between 4.3 and 8.5 GeV/c², starting from the reconstruction of the incoming pion beam and the scattered muons, until the extraction of the Drell-Yan cross-sections. These steps include the determination of the incoming beam flux and the three target densities, the overall efficiency of the experimental apparatus, the acceptance of this spectrometer using Monte-Carlo simulations, and the reduction of the initial data to muon pairs. The Drell-Yan cross-sections, expressed in terms of the scaling variable xF and the transverse momentum pT, are compared with theoretical predictions at NLO and NNLO, as well as some previously published results. An advanced interpretation of these results would give access to the partonic distribution of the pion and lead to the study of cold nuclear matter effects.


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