Mesure des fonctions de fragmentation des jets et de leurs moments dans les collisions pp à Vs = 2.76 TeV avec ALICE au LHC

par Mengliang Wang

Thèse de doctorat en Constituants élémentaires et physique théorique

Sous la direction de Sonia Kabana et de Daicui Zhou.

Le président du jury était Pengfei Zhuang.

Le jury était composé de Magali Estienne, Alexandre Shabetai.

Les rapporteurs étaient Matteo Cacciari, Arnaud Lucotte.


  • Résumé

    Un cross-over entre la matière nucléaire ordinaire et le plasma de quarks et gluons (PQG) est prédit par la QCD sur réseau à bas PB et haute température. Expérimentalement les collisions d'ions lourds ultrarelativistes sont utilisées pour étudier cet état dense et chaud. Produits lors d'un processus dur en début de collision, un parton de grande énergie en perd dans le milieu avant de fragmenter en une gerbe de hadrons appelée jet. Une étude de la modification de la structure et de la fragmentation du jet dans le milieu par rapport au vide permet d'améliorer notre connaissance du PQG. Les fonctions de fragmentation (FF) d'un jet décrivent les distributions en impulsion des hadrons dans ce dernier. Dans les collisions proton-proton (pp), leur mesure est importante pour comprendre les mécanismes de fragmentation de partons. Dans les collisions noyau-noyau, elle permet d'étudier les mécanismes de perte d'énergie. Cependant, la présence d'un important bruit de fond qui fluctue rend la mesure complexe. Il a alors été suggéré de mesurer les moments des FF qui y seraient moins sensibles. Le détecteur ALICE au LHC a des capacités de trajectométrie uniques permettant la mesure des particules chargées jusqu'à des impulsions de 150 MeV/c rendant possible une étude fine de la structure du jet et de ses FF. Les calorimètres électromagnétiques (EMCal et DCal) peuvent aussi être utilisés pour améliorer la mesure de l'énergie du jet. Nous présentons les mesures des FF des jets chargés et les premières études des moments des FF dans les collisions pp à .s=2.76 TeV dans ALICE. Une partie du travail est aussi dédiée à l'implémentation de la géométrie de DCal dans le logiciel d'analyse.

  • Titre traduit

    Measurement of jet fragmentation functions and of their moments in pp collisions at Vs = 2.76 TeV with ALICE at the LHC


  • Résumé

    A cross-over between ordinary nuclear matter and a state of deconfined quarks and gluons, the Quark Gluon Plasma (QGP), is predicted by lattice QCD at low PB and high temperature. Experimentally, ultra-relativistic heavy ion collisions are used to produce and to study the hot and dense QGP medium. Produced in a hard scattering at the early stage of the collision a highly energetic parton is expected to lose energy in the medium before fragmenting into a spray of hadrons called jet. A study of the modification of the jet structure and of its fragmentation pattern in medium compared to the vacuum case should provide insights into the QGP properties. The jet fragmentation functions (FF) describe the momentum distribution of hadrons inside a jet. In proton-proton (pp) collisions their measurement is important for understanding the mechanisms of parton fragmentation while it can shed light on the energy loss mechanisms in nucleus-nucleus (AA) collisions. However, the presence of a large fluctuating background in AA makes the measurement a challenging task. The use of FF moments has been proposed to overcome this difficulty. The ALICE detector at the LHC has unique tracking capabilities enabling to measure charged particles down to transverse momenta of 150 MeV/c. This allows assessing possible modifications of the jet structure and FF. The electromagnetic calorimeters (EMCal and DCal) can also be used to improve the measurement of the jet energy. We present the measurements of charged-jet FF and the first studies of FF moments in pp collisions at .s=2.76 TeV in ALICE. Part of the work is also dedicated to the implementation of the DCal geometry in the ALICE offline software.


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