Effets de la matière nucléaire froide dans le processus Drell-Yan et la production de charmonium

Cold nuclear matter effects in Drell-Yan process and charmonium production

• Auteur / Autrice : Charles-Joseph Naïm
• Direction : Stéphane Platchkov, François Arleo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 30/10/2020
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Particules, hadrons, énergie et noyau : instrumentation, imagerie, cosmos et simulation (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté des sciences d’Orsay (Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Leprince-Ringuet (Palaiseau ; 1936-....) - Département de physique nucléaire (Gif-sur-Yvette, Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Elena Ferreiro
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ingo Schienbein, Ginés Martinez Garcia, Emilie Maurice, Stefano Panebianco, Stéphane Peigne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ingo Schienbein, Ginés Martinez Garcia

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hadrons

Interactions hadron-noyau

Production de paires de leptons

Mots clés libres

Chromodynamique quantique

Production de paires de letpons

Interaction hadron-hadron

Structure des hadrons

NPDF

Perte d'énergie

Charmonium

Drell-Yan

Quantum chromodynamics

Lepton pair production

Hadron-hadron collisions

Hadron structure

NPDF

Energy loss

Charmonium

Drell-Yan

Résumé

Le phénomène de perte d’énergie des quarks et des gluons se propageant dans un milieu en interaction forte a été mis en évidence pour la première fois dans les collisions d’ions lourds par les expériences auprès des accélérateurs RHIC et LHC. Une autre manière de sonder les propriétés de la matière nucléaire est d'étudier la production de processus durs dans les collisions hadron-noyau. En effet, dans ce cas, le milieu nucléaire est simple : sa densité ainsi que sa taille sont connues. Dans cette thèse, le processus Drell-Yan et la production de Jpsi ont été étudiés à travers une analyse expérimentale et phénoménologique. La collaboration COMPASS au CERN a collecté un nombre significatif d’événements Drell-Yan et Jpsi en utilisant un faisceau de pions négatifs d’énergie égale à 190 GeV sur deux cibles nucléaires : aluminium (Al) et tungstène (W). De l’analyse des événements à l’extraction des rapports des sections efficaces nucléaires, en passant par l’analyse Monte-Carlo, cette thèse décrit chaque étape de l’analyse expérimentale. Enfin, une analyse basée sur l'ensemble des données DY et Jpsi existantes, incluant celles de l'expérience COMPASS, a permis de réaliser une extraction précise des propriétés de transport de la matière nucléaire froide.

The Jet Quenching phenomenon observed in the heavy ions collisions at the LHC and RHIC made it possible to highlight the radiation energy loss effects of quarks and gluons propagating in a QCD medium. Another way to the properties of the nuclear matter is to consider the production of hard processes in hadron-nuclei collisions. In this case, the nuclear medium, the cold nuclear matter, is simple; its density and size are known. The Drell-Yan process and charmonium production are investigated in this thesis through an experimental and phenomenological study.The COMPASS collaboration at CERN collected the Drell-Yan and Jpsi events in high statistics in pion-nuclei collisions on two nuclear targets: tungsten (W) and aluminium (Al). From the signal extraction to the evaluation of nuclear dependence of the cross sections, including Monte Carlo simulations, each step of the experimental analysis is discussed. Finally, a global analysis of the Drell-Yan and Jpsi nuclear world data, including the COMPASS preliminary data, was performed. It highlighted the radiative energy loss and transverse momentum broadening effects. A precise extraction of the properties of the transport in the nuclear matter was carried-out.