Analyse des données des calorimètres d'ALICE et étude de la production des hadrons de basse impulsion dans les collisions de grande énergie

Analysis of the ALICE calorimeters data and soft hadron production in high-energy collisions

• Auteur / Autrice : Olga Driga
• Direction : Thierry Gousset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique, Physique subatomique
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans2008-2021)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Calorimétrie

Mésons

Mots clés libres

Spectres de hadrons

Calorimètres

Mesures de mésons neutres

Hump-Backed plateau

Expériences ALICE

Cohérence de couleur

Résumé

L’expérience ALICE auprès du LHC est dédiée à l’étude des multiples facettes de l’inter-action forte. La théorie microscopique de cette dernière, QCD, et sa manifestation dans la production de particules peuvent être explorées en étudiant les observables de jets. La maîtrise de sa calorimétrie est centrale à l’étude de la physique des jets avec ALICE. C’est l’un des sujets abordés dans ce travail. Plus précisément, une des premières tâches est de vérifier la qualité des données disponibles. A cet effet, l’assurance de la qualité (AQ) des données pour les calorimètres électromagnétiques d’ALICE, PHOS et EMCAL, a été développée. Sur cette base, la mesure des pions neutres, 0 et via leur désintégration en deux photons a été réalisée. Le succès dans la compréhension de la dynamique des particules de basse énergie à l’intérieur des jets s’appuie sur des calculs de la QCD perturbative, laquelle a déjà été testée expérimentalement avec un niveau d’accord impressionnant. La théorie prédit que le spectre des particules à l’intérieur des jets est indépendante de l’énergie de la collision dans la limite d’impulsion nulle (p ! 0). Afin de tester cette prédiction, une étude systématique des données expérimentales provenant des collisionneurs de hadrons et de leptons aux énergies de collision de quelques dizaines de GeV jusqu’à l’échelle du TeV au LHC a été réalisée.

The ALICE experiment at LHC is dedicated to the study of many facets of the strong interaction. The microscopic theory of the latter, QCD, and its manifestation in particle production can be thoroughly explored by studying jet observables. Central to the study of jet physics with ALICE is the mastering of its calorimetry. This is one of the topics addressed in this work namely carrying out one of the first tasks which is to verify the quality of available data. For this purpose the Quality Assurance (QA) framework for ALICE electromagnetic calorimeters, PHOS and EMCAL, was developed. On this base, the measurement of neutral pions, 0 and , via their two photon decays was performed. The success in understanding dynamics of soft particles inside jets relies on calculations of perturbative QCD, impressive accuracy of which has already been tested experimentally. The theory predicts that the inclusive particle spectrum inside jets is independent of a collision energy in the limiting case of zero momentum (p ! 0). In order to test this prediction, a systematic study of world experimental data from hadron and lepton colliders at the collision energies from tens of GeV up to the TeV scale at the LHC has been performed.