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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.43.2018.tde-13032018-134433
Documento
Autor
Nome completo
Diógenes Domenicis Gimenez
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Munhoz, Marcelo Gameiro (Presidente)
Ducati, Maria Beatriz de Leone Gay
Grassi, Frederique Marie Brigitte Sylvie
Leite, Marco Aurelio Lisboa
Padula, Sandra dos Santos
Título em português
Estudo da coincidência elétron-jato em colisões próton-próton e próton-núcleo no experimento ALICE
Palavras-chave em português
Elétrons
Física Nuclear
Quarks
Resumo em português
Esta tese apresenta um estudo inédito da distribuição de jatos correlacionados com elétrons provenientes de decaimentos de quarks pesados (HFe), reconstruídos e selecionados com o ALICE (A Large Ion Collider Experiment, em inglês). Os observáveis foram medidos em colisões pp com energia do centro de massa s = 8 TeV e em colisões p-Pb a sNN = 5.02 TeV, no LHC (Large Hadron Collider, em inglês). Estudar os quarks pesados formados durante as colisões relativísticas entre íons pesados é uma importante maneira para estudar o meio formado, conhecido como QGP (Quark Gluon Plasma, em inlgês). Isso se deve ao fato de que eles são criados no início da colisão e, portanto, interagem com o QGP durante toda sua existência. Em seguida, tais quarks fragmentam em mésons que podem decair, via canal semi-leptônico, em elétrons (e pósitrons). Esses léptons podem ser utilizados para indicar a existência de um quark pesado e permitir o estudo do QGP. Os processos de espalhamento duro, fragmentação e decaimento dão origem a diversas partículas que estão colimadas em uma região espacial, a que chamam jato. A reconstrução e o estudo de jatos têm sido usados para extrair mais informações do meio. Os elétrons foram selecionados pelo TPC (Time Projection Chamber, em inglês) e pelo EMCal (Electromagnetic Calorimeter, em inglês). O método de massa invariante foi utilizado para excluir elétrons não provenientes do decaimento de quarks pesados. Os jatos foram reconstruídos com o auxílio das bibliotecas do Fastjet, algorítmo anti kT e R = 0.4. A seleção de pares HFe-jato pode permitir uma melhor compreensão das propriedades do QGP e de sua interação com quarks pesados. Foram obtidos, para pp e p-Pb, os espectros de momento pT,chjet do jato, em dois intervalos de distância angular entre o elétron e o jato: regiões em oposição (away) e colinear (near). Também foi obtida a distribuição da distância angular para diferentes intervalos de momento peT do elétron. Os resultados para pp e p-Pb foram comparados através de dois observáveis: um em função do momento pT,chjet do jato, e outro em função do momento peT do elétron. O primeiro consistiu na razão dos espectros de momento pT,chjet do jato em pp e em p-Pb. O segundo, na razão do valores obtidos em pp e em p-Pb das áreas dos picos de cada uma das duas regiões de . Em ambos os casos, os valores das razões são compatíveis com a unidade, o que indica que a inexistência de efeitos extras em p-Pb em relação a pp.
Título em inglês
Measurement of the electron-jet coincidence in proton-proton and proton-nucleus collisions with ALICE
Palavras-chave em inglês
Electrons
Nuclear Physics
Quarks
Resumo em inglês
This thesis presents the first measurement of the distribution of jets that are correlated to heavy-flavour decay electron (HFe), reconstructed and identified with ALICE (A Large Ion Collider Experiment). The observables were measured in pp collisions at center of mass energy s = 8 TeV and in p-Pb at sNN = 5.02 TeV at the Large Hadron Collider (LHC). Exploring the heavy quarks created in relativistic heavy ion collisions is a powerful approach to study the new formed medium, known as Quark Gluon Plasma (QGP). This is due to the fact that they are created in the beginning of the collision, via hard scattering, and interact with the QGP throughout its whole existence. These quarks fragment into mesons that can decay (via the semi-electronic channel) into electrons (and positrons). These leptons can be used to identify the creation of a heavy quarks and allow QGP studies. The hard scattering, fragmenting and decaying processes originate several particles that are collimated in a conical region, and they can be grouped in what is called jet. The reconstruction and study of jets has been used to retrieve more information about the QGP and it is also a useful probe. The selected electrons were identified by the Time Projection Chamber (TPC) and the Electromagnetic Calorimeter (EMCal). Heavy-flavour decay electrons were selected via invariant mass method. The jets were reconstructed by the Fastjet framework, with the algorithm anti kT and R = 0.4. The HFe-jet pairs selection may allow a better comprehension of the QGP properties and its interactions with the heavy quarks. A jet pT,chjet spectrum was obtained, for pp and p-Pb, in two intervals of angular distance between the jet and the electron: away and near sides. The angular distance distribution was also obtained in different electron peT intervals. The results for pp and p-Pb were compared through two observables: the first one as a function of the jet pT,chjet, and the second, as a function of electron peT. The former consists in calculating the ratio of the jet pT,chjet spectra, in pp and in p-Pb. The latter, consists in calculating the ratio of the areas, in pp and in p-Pb, of each peak in the distribution. Both were compatible with the unity, which indicates that there is no extra effect in p-Pb with respect to pp.
 
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Thesis_20180228.pdf (17.45 Mbytes)
Data de Publicação
2018-03-13
 
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