Etude du taux de production des J/psi et muons simples en collisions proton-proton à l’aide du spectromètre à muons de l’expérience ALICE au LHC

Study of the production yield of J/psi and single muons as a function of the charged particle multiplicity in proton-proton collisions with the muon spectrometer of the ALICE experiment at LHC

• Auteur / Autrice : Matthieu Lenhardt
• Direction : Ginés Martinez Garcia, Guillaume Batigne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique nucléaire, Physique des ions lourds
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans ; 2008-2021)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rayonnement cosmique

Grand collisionneur de hadrons

Spectromètres

Muons

Plasma quark-gluon

Mots clés libres

Expérience ALICE

Collisions p-p

Lhc

Efficacité de trajectographie

Multiplicité en particules chargées

Résumé

Le plasma de quarks et de gluons est un état de la matière apparaissant à haute température. En laboratoire, il est possible d'atteindre les conditions nécessaires à sa formation grâce aux collisions d'ions lourds aux énergies ultrarelativistes. L'expérience ALICE au LHC est dédiée à l'étude du plasma de quarks et de gluons grâce aux collisions PbPb à 2,76 TeV. Les premiers résultats d'ALICE, presentés en annexe, ont été obtenus grâce aux rayons cosmiques. Une étude de l'évolution de l'efficacité de reconstruction du spectromètre à muons durant ses deux premières années de fonctionnement sera présentée par la suite. L'efficacité totale de reconstruction des chambres de trajectographie ainsi obtenue est de plus de 90% pour les données correspondant à des collisions protonproton, et de 85% pour les données recueillies avec des collisions plombplomb. Une méthode de sélection des traces reposant sur la distribution du produit impulsion distance d'approche minimale sera également présentée. Cette sélection permet de rejeter les traces de muons produits par des collisions entre les particules du faisceau et le gaz résiduel dans le tube faisceau, et les fausses traces dans les collisions PbPb les plus centrales. Enfin, cette thèse présentera une première analyse sur le taux de production des muons simples et des J/psi en fonction de la multiplicité en particules chargées lors des collisions protonproton.

The quarkgluon plasma is a state of nuclear matter appearing at very high temperature. In the laboratory, it is possible to reach such conditions using heavyion collisions at ultrarelativistic energies. The ALICE experiment at LHC is dedicated to the study of the quarkgluon plasma with PbPb collisions at 2. 76 TeV. The first part of this study, presented as an annex, will consist in the very first results of the ALICE muon spectrometer, obtained using cosmic rays. The second part will present the evolution of the reconstruction efficiency of the muon spectrometer during its first two years of running. This study will show that the total reconstruction efficiency of the tracking chamber is more than 90% in protonproton collisions, and 85% in leadlead collisions. A track selection method based on the value of the product momentum – distance of closest approach will also be presented. This selection will allow to remove the tracks coming from muons produced in collisions between the beam and the residual gas in the beam line, and fake tracks in the most central PbPb collisions. Finally, this thesis will present a first analysis of the production yield of J/psi and single muons as a function of the collision's chargedparticle multiplicity in protonproton collisions.