Mesure de la production de mésons ϒ dans les collisions proton–proton et Pb–Pb à √s_(NN) = 5.02 TeV avec l'expérience ALICE au LHC

par Florian Damas (Plasma Subatech/CEA)

mardi 2 févr. 2021, 14:00 → 16:00 Europe/Paris

En visio (Subatech - IMT Atlantique campus Nantes)

Aux énergies du LHC, la collision d'ions lourds ultra-relativistes conduit à l'émergence d'un état extrême de la matière, le plasma de quarks et de gluons ou PQG. La transition d'une matière hadronique à une phase de partons déconfinés est décrite par la chromodynamique quantique, formalisme théorique de l'interaction forte entre quarks et gluons. Les propriétés du PQG peuvent être étudiées à travers la mesure de sondes dites dures comme les quarks de saveurs lourdes. Formés aux premiers instants de la collision, les quarkonia, résonances entre deux quarks de même saveur lourde, interagissent avec le milieu tout au long de son évolution. Selon l'intensité des mécanismes d'interaction en jeu, les paires sont dissociées et le taux de production dans l'état final est alors supprimé. La mesure de cette suppression offre un accès privilégié aux caractéristiques du PQG. En particulier, la production de quarkonia dans les collisions d'ions lourds est communément avancée comme une observable clé de la modification de l'interaction forte.

Cette thèse est consacrée à l'étude de la production des mésons ϒ dans les collisions Pb–Pb à √s_(NN) = 5.02 TeV au LHC. Les différents états ϒ(nS) sont reconstruits via leur canal de désintégration en paire de muons détectés par le spectromètre à muons de l'expérience ALICE. Les taux de production sont mesurés en fonction de la centralité de la collision, de la rapidité et de l'impulsion transverse. Afin de quantifier la suppression, une analyse similaire est réalisée avec des données collectées en collisions proton–proton, à la même énergie dans le centre de masse. Les résultats indiquent une forte suppression de la production du ϒ(1S), augmentant des collisions périphériques vers les collisions les plus centrales. Pour la première fois, l'état excité ϒ(2S) peut être mesuré à rapidité avant dans les collisions noyau–noyau. Sa production est plus de deux fois plus supprimée que l'état fondamental. La comparaison aux prédictions des modèles phénoménologiques permet d'interpréter ces mesures et de contraindre les mécanismes de suppression des quarkonia.

 

 Mots-clés:  collisions d'ions lourds; plasma de quarks et de gluons; facteur de modification nucléaire; ϒ; bottomonium; ALICE; LHC