Chemical and dynamics properties of heavy ion collisions at RHIC energies by the measurement of the production of the doubly strange baryons in the STAR experiment
Propriétés chimiques et dynamiques des collisions d'ions lourds aux énergies du RHIC par la mesure de la production des baryons doublement étranges dans l'expérience STAR
Résumé
Lattice QCD calculations predict, at vanishing chemical potential mu_B, a crossover from ordinary hadronic matter to a Quark Gluon Plasma. Heavy ion collisions have been proposed to recreate it in the laboratory and to study its properties. The Au+Au, d+Au collisions at sqrt(s_(NN)) = 200 GeV and the Au+Au ones at 62.4 GeV delivered at RHIC have been probed by the measurement of the Xi- and Xi+ particles in the STAR experiment. Their yield evolution with collision energy and system size gives rize to the chemical properties of the reaction in the framework of hadronic and statistical models. The nuclear modification factor, R_(CP), of Xi shows: (1) a meson/baryon dependence for 2 < p_T < 5 GeV/c well reproduced by quark coalescence and recombination models, (2) the formation of a dense matter signed by a R_(CP) suppression at p_T > 3 GeV/c, (3) strong interactions between constituants suggesting the existence of strong collectivity in the medium. The Xi transverse flow and more generally the multistrange baryon flow seems to be interesting to probe the early stage the collision with presumably partonic degrees of freedom. It is studied and discussed in this thesis.
La QCD sur réseau prévoit, à potentiel chimique baryonique mu_B nul ou proche de zéro, une transition de la matière de type "crossover" d'un gaz de hadrons vers le Plasma de Quarks et Gluons. Les collisions d'ions lourds ont été proposées pour le recréer et l'étudier en laboratoire. Aussi, les collisions Au+Au, d+Au à sqrt(s_(NN))= 200 GeV et Au+Au à 62.4GeV délivrées au RHIC ont été sondées par la mesure des Xi- et Xi+ dans l'expérience STAR. L'évolution des taux de production avec la taille et l'énergie du système renseigne sur les propriétés chimiques de la collision et est interprétée dans le cadre de modèles hadroniques et statistiques. Le facteur de modification nucléaire R_(CP) des Xi révèle : (1) une dépendance mésons/baryons pour 2 < p_T < 5GeV/c bien reproduite par des modèles de coalescence/recombinaison de quarks, (2) la formation d'une matière dense signée par la suppression de R_(CP) à p_T > 3GeV/c, (3) une forte interaction entre constituants suggérant l'existence de phénomènes collectifs. Le flot des $\Xi$ et plus généralement des particules multiétranges est intéressant pour sonder les premiers instants de la collision aux possibles degrés de liberté partoniques. Il est étudié et commenté dans ce mémoire de thèse.
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