Study of the isolated photon production in proton-proton collisions with the EMCal calorimeter of the ALICE experiment at LHC

Étude de la production de photons isolés en collisions proton-proton avec le calorimètre EMCal de l'expérience ALICE au LHC

R. Ichou (1)

1 SUBATECH - Laboratoire SUBATECH Nantes

Prompt photons produced in the hard initial parton-parton scatterings in high-energy proton-proton collisions – such as those at the CERN Large Hadron Collider (LHC) – are an excellent tool to study perturbative Quantum Chromodynamics. In particular, high transverse momentum(pT) photons provide crucial information on the parton distribution functions (PDFs) of the proton. Experimentally, in order to measure prompt photons, one needs first to get rid of various other photon sources, especially those from the large background due to pi0 decays. The electromagnetic calorimeter (EMCAL) of the ALICE (A Large Ion Collider Experiment) experiment at the LHC covers the central rapidities and provides improved capabilities to measure high-pT photons in ALICE.We present here studies of photon production in high-energy proton-proton collisions, as well as a complete analysis of their measurement with the EMCAL detector, giving details in particular on the methods developped to separate them from the pi0 decay photons with the help of isolation cuts.

Produits lors des collisions dures proton-proton initiales, les photons prompts sont un outil interessant pour etudier la ChromoDynamiqueQuantique perturbative (pQCD) en collisions proton-proton, comme celles ayant lieu aupres du Large Hadron Collider (LHC) du CERN. De plus, les photons de grande energie transverse fournissent des informations essentielles sur les fonctions de distribution partoniques (PDF) a l'interieur du proton. Pour les mesurer, il est necessaire de s'affranchir des nombreuses autres sources de photons qui existent en plus des photons prompts, particulierement du large bruit de fond provenant des photons de decroissance du pi0. EMCAL (ElectroMagnetic CALorimeter), le calorimetre de l'experience ALICE (A Large Ion Collider Experiment) au LHC couvre les rapidites centrales et permet d'ameliorer significativement les capacites d'ALICE a mesurer les photons de grande impulsion transverse. Nous presentons des etudes d'identification des photons, dans EMCAL, en explicitant les methodes developpees pour les separer des photons du pi0, a l'aide de coupures d'isolement.

Mots clés: calorimeter; isolation

Mots clés: LHC; ALICE; EMCal; calorimètre; proton; photon; prompt; isolement

Domaines: Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]

R. Ichou. Étude de la production de photons isolés en collisions proton-proton avec le calorimètre EMCal de l'expérience ALICE au LHC. Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]. Université de Nantes, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00553136⟩