Modèle de coalescence spatiale des phases pour la production de quarkonium dans une collision d'ions lourds

Phase space coalescence model for quarkonium production in heavy ion collisions

• Auteur / Autrice : Denys Yen Arrebato Villar
• Direction : Pol-Bernard Gossiaux, Joerg Aichelin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique Subatomique et Instrumentation Nucléaire
• Date : Soutenance le 17/12/2021
• Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique Subatomique et des Technologies Associées (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Klaus Werner
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pol-Bernard Gossiaux, Joerg Aichelin, Taesoo Song, Elena Gonzalez Ferreiro, Sarah Porteboeuf
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Taesoo Song, Elena Gonzalez Ferreiro

Mots clés

Mots clés contrôlés

Wigner, Distribution de

Modèles des quarks

Mots clés libres

Charmonium

Modèle remler

Coalescence

Fonction de Wigner

Charmonium

Remler model

Coalescence

Wigner function

Résumé

La production de quarkonia est l'une des sondes les plus prometteuses pour l'exploration du QGP. Des observables telles que la forte perte d'énergie du quarkonium et sa suppression peuvent offrir une vision dynamique directe de la boule de feu. Pour cette raison, la construction de modèles capables d'expliquer et de traiter la dynamique des quarkonia et leur évolution temporelle est cruciale pour étudier la matière dans ces conditions extrêmes. Cependant, certaines approches telles que les modèles statistiques et ceux basés sur des équations du taux de hadronisation ont grandement contribué à la communauté des collisions d'ions lourds. Ils ont également souligné que pour obtenir une description complètement satisfaisante du problème de la production de quarkonia, une modélisation dynamique de la recombinaison tout en préservant certaines caractéristiques quantiques, en particulier lorsque nous abordons la formation d'états liés relativistes, est nécessaire. Suivant cette ligne, nos recherches ont porté sur la construction d'un modèle de coalescence dans l'espace des phases basé sur le formalisme de formation de particules composées de Remler [1,2] pour explorer la formation de quarkonium lourd dans un environnement de collision d'ions lourds. Notre modèle est un formalisme multi-particulaire capable de traiter la probabilité de recombinaison de toutes les paires de quarks lourds possibles (c ou b et leurs antiquarks respectifs) voyageant dans le QGP à un instant donné. Par le calcul d'un taux différentiel effectif (effets de dissociation et de recombinaison mis ensemble), nous pouvons suivre la probabilité tout au long du temps d'évolution ainsi qu'étudier plusieurs observables qui dépendent de la probabilité comme le spectre pT, le RAA (le facteur de modification nucléaire) et les coefficients de flot (v2 et éventuellement v3). De plus, ces modèles offrent une fenêtre intéressante pour aborder la dynamique interne des paires, y compris le potentiel d'interaction entre les quarks et l'influence du milieu sur la dynamique des paires.

Heavy quarkonia production is one of the most promising probes for the exploration of the QGP. Observables such as the heavy quarkonium energy loss and its suppression can offer direct fireball dynamics. For that reason, the construction of models that can explain and deal with the heavy quarkonium dynamics and time evolution is crucial to study the matter in that extreme condition. However, some approaches such as statistical hadronization rate equation models have contributed greatly to the heavy-ion collision community. They have also pointed out that to get a completely satisfactory description of the problem of heavy quarkonia production, dynamical modeling of the recombination while preserving some quantum features, especially when we address the relativistic bound state formation, is need it. Following that line, our research has been on constructing a phase space coalescence model based on Remler’s [1,2] compound particle formation formalism to explore the heavy quarkonium formation in a heavy-ion collision environment. Our model is a multiparticle-oriented formalism capable of dealing with the recombination probability of all possible heavy quarks pairs (c or b and its respective anti-matter quarks) traveling in the QGP at a given time. By the calculation of an effective differential rate (dissociation and recombination effects put it together), we can keep track of the probability through the whole evolution time as well as to study several observables that are probability dependant such as the pT spectrum, RAA (the nuclear modification factor) and flow coefficients (v2 and potentially v3). Additionally, these models offer an exciting window to address the inner dynamics of pair, including the interaction potential between the quarks and the influence of the medium on the pair dynamics.