Study of the production yield of J/psi and single muons in collisions protn-proton with the muon spectrometer of the ALICE experiment at LHC

Étude du taux de production des J/psi et muons simples en collisions proton-proton à l'aide du spectromètre à muons de l'expérience ALICE au LHC

Matthieu Lenhardt (1)

1 SUBATECH - Laboratoire SUBATECH Nantes

The quark-gluon plasma is a state of nuclear matter appearing at very high temperature. In the laboratory, it is possible to reach such conditions using heavy-ion collisions at ultra-relativistic energies. The ALICE experiment at LHC is dedicated to the study of the quark-gluon plasma with Pb-Pb collisions at 2.76 TeV. The first part of this study, presented as an annex, will consist in the very first results of the ALICE muon spectrometer, obtained using cosmic rays. The second part will present the evolution of the reconstruction efficiency of the muon spectrometer during its first two years of running. This study will show that the total reconstruction efficiency of the tracking chamber is more than 90% in proton-proton collisions, and 85% in lead-lead collisions. A track selection method based on the value of the product momentum - distance of closest approach will also be presented. This selection will allow to remove the tracks coming from muons produced in collisions between the beam and the residual gas in the beam line, and fake tracks in the most central Pb-Pb collisions. Finally, this thesis will present a first analysis of the production yield of J/psi and single muons as a function of the collision's charged-particle multiplicity in proton-proton collisions.

Le plasma de quarks et de gluons est un état de la matière apparaissant à haute température. En laboratoire, il est possible d'atteindre les conditions nécessaires à sa formation grâce aux collisions d'ions lourds aux énergies ultra-relativistes. L'expérience ALICE au LHC est dédiée à l'étude du plasma de quarks et de gluons grâce aux collisions Pb-Pb à 2,76 TeV. Les premiers résultats d'ALICE, presentés en annexe, ont été obtenus grâce aux rayons cosmiques. Une étude de l'évolution de l'efficacité de reconstruction du spectromètre à muons durant ses deux premières années de fonctionnement sera présentée par la suite. L'efficacité totale de reconstruction des chambres de trajectographie ainsi obtenue est de plus de 90% pour les données correspondant à des collisions proton-proton, et de 85% pour les données recueillies avec des collisions plomb-plomb. Une méthode de sélection des traces reposant sur la distribution du produit impulsion - distance d'approche minimale sera également présentée. Cette sélection permet de rejeter les traces de muons produits par des collisions entre les particules du faisceau et le gaz résiduel dans le tube faisceau, et les fausses traces dans les collisions Pb-Pb les plus centrales. Enfin, cette thèse présentera une première analyse sur le taux de production des muons simples et des J/psi en fonction de la multiplicité en particules chargées lors des collisions proton-proton.

Mots clés: Quark-gluon plasma; ALICE; Muon spectrometer; Cosmic rays; Tracking efficiency; Charged particle multiplicity; p-p collisions; single muons; J/psi

Mots clés: Plasma de quarks et gluons; Spectromètre à muons; Rayonnement Cosmique; Efficacité de trajectographie; Multiplicité en particules chargées; Collisions p-p; Muons simples

Domaines: Physique Nucléaire Expérimentale [nucl-ex]

Matthieu Lenhardt. Étude du taux de production des J/psi et muons simples en collisions proton-proton à l'aide du spectromètre à muons de l'expérience ALICE au LHC. Physique Nucléaire Expérimentale [nucl-ex]. Université de Nantes, 2011. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00703231⟩