Study of the Upsilon family resonances with ultrarelativistic heavy ion collisions within the ALICE experiment
Etude des résonances de la famille du Upsilon dans les collisions d'ions lourds ultra-relativistes à 2.75 TeV/nucléon et par faisceau dans le cadre de l'expérience ALICE au CERN
Résumé
The Quantum Chromodynamics foresee, at high temperature and/or high energy density, a phase transition between hadronic matter and a phase where quarks and gluons are no more confined in the nucleons: the Quark Gluon Plasma (QGP). During the past fifteen years, a large experimental program has taken place at CERN and at BNL, to identify the QGP. ALICE is the LHC experiment dedicated to the study of the plasma via ultrarelat ivistic heavy ion collisions at 2.75 TeV/nucleon per beam. The measure of Upsilon's resonances suppression, a powerfull signature of a deconfined medium, with the ALICE dimuon spectrometer, is the main topic of this thesis. The first part of the work aims at studying the multiwires pad chambers of the dimuon arm, used to track the muons from resonances decays. The second part presents an in-beam alignment algorithm able to calculate the positions of the different chambers with a very good accuracy. Finally, the last part proposes a study to lead with the ALICE muon spectrometer, involving the measure of Upsilon and Upsilon' production ratio as a function of the transverse momentum. It has been showed that this study should allow to evidence the QGP and to extract some of its properties.
La chromodynamique quantique prédit, à haute température et/ou densité d'énergie, une transition de phase entre la matière hadronique ordinaire et un nouvel état où les quarks et les gluons seraient déconfinés : le Plasma de Quarks et de Gluons. Durant les quinze dernières années s'est développé un large programme expérimental au CERN et à Brookhaven, ayant pour but d'identifier le PQG. ALICE est l'expérience du LHC dédiée à l'étude du plasma via les collisions d'ions lourds ultra-relativistes à 2.75 TeV/nucléon et par faisceau. La mesure de la suppression des résonances de la famille du Upsilon, signature potentielle de la formation d'un milieu coloré, à l'aide du spectromètre à muons de l'expérience ALICE est au centre de cette thèse. La première partie de ce travail est liée à l'étude des chambres multifils à cathodes segmentées du bras dimuon, utilisées par le système de trajectographie des muons issus de la décroissance des résonances lourdes. La seconde partie présente un algorithme d'alignement des détecteurs à l'aide de traces physiques à même de mesurer les positions réelles des différentes composantes du système de trajectographie avec de très bonnes résolutions spatiales. Finalement, la dernière partie propose une étude à mener à l'aide du spectromètre d'ALICE, impliquant la mesure de rapport des productions Upsilon et Upsilon' en fonction de l'impulsion transverse de la résonance. Il est montré que cette étude devrait permettre de statuer quand à la formation d'un état déconfiné et d'extraire certaines de ses propriétés.