Résumé
Au CERN, l'expérience ALICE est dédiée à l'étude de la matière hadronique à haute température et densité d'énergie. Pour en identifier les propriétés, la production de sondes composées de quarks lourds comme les charmonia J/ψ et ψ(2S) est mesurée dans différents systèmes collisionnels. La production des charmonia dans les collisions proton-proton à haute énergie au LHC permet de mettre à l'épreuve la description théorique de leurs mécanismes de production en l'absence de matière hadronique chaude. L'environnement de haute multiplicité de particules chargées créé par ces collisions permet d'étudier le rôle des interactions partoniques multiples et de potentiels effets collectifs dans les petits systèmes. Dans ce contexte, la mesure des ψ(2S) en fonction de la multiplicité de particules chargées dans les collisions pp à 13 TeV au cours du Run 2 du LHC, est présentée dans cette thèse. La mesure de production relative de ψ(2S) par rapport à l'état fondamental J/ψ est également présentée et comparée à différentes mesures et prédictions théoriques visant à améliorer la compréhension des corrélations constatées entre les processus en jeu à différentes échelles d'énergie. Au Run 3, le Muon Forward Tracker (MFT) sera l'une des importantes améliorations prévues pour le détecteur ALICE. Il permettra d'étendre son programme de physique et d'accroître significativement la précision de ses mesures. Le processus de caractérisation des capteurs du MFT et les résultats des tests sous faisceau réalisés dans le cadre de la phase de mise en service du détecteur sont également présentés.
Abstract
At CERN, the ALICE experiment is dedicated to the study of hadronic matter at high temperature and energy density. In order to identify its properties, the production of probes made of heavy quarks such as the two charmonium states J/ψ and ψ(2S), is measured in different collision systems. The charmonium production in high energy proton-proton collisions at the LHC allows to test the theoretical description of their production mechanisms without hot hadronic matter. The high charged-particle multiplicity environment created in such collisions allows to study the role of multiple partonic interactions and some potential collective effects in small systems. In this context, the measurement of ψ(2S) as a function of charged-particle multiplicity in pp collisions at 13 TeV during the LHC Run 2, is presented in this thesis. The measurement of the relative production of ψ(2S) with respect to the fundamental state J/ψ is also presented and compared to different measurements and theoretical predictions aiming to improve the understanding of the correlations observed between the processes occurring at different energy scales. During the Run 3, the Muon Forward Tracker (MFT) will be one of the important upgrades of the ALICE detector. It will extend its physics program and will significantly increase the precision of its measurements. The characterization process of the MFT sensors and the results of the beam tests performed during the detector commissioning phase are also presented.
