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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.43.2020.tde-25052022-141020
Document
Author
Full name
Lucas Vieira Teixeira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Suaide, Alexandre Alarcon do Passo (President)
Chinellato, David Dobrigkeit
Cosentino, Mauro Rogerio
Title in Portuguese
Estudo da hadronização de quarks pesados em um plasma de quarks e glúons em expansão hidrodinâmica para os sistemas PbPb, XeXe, ArAr e OO
Keywords in Portuguese
Física de alta energia. hadrons. quarks.
Abstract in Portuguese
O plasma de Quarks e Gluons tem valiosas informações que podem ser providas através dos quarks pesados, partículas produzidas em colisões de íons pesados. No cenário atual, há disponíveis vários modelos que se empenham para decifrar e entender melhor as propriedades do meio. Cada modelo tem ferramentas que conseguem prover informações sobre o plasma de quarks e gluons, porém ainda temos situações que permanecem sem resolução. Ademais, há propostas de colisões com sistemas pequenos nos experimentos do LHC para o RUN-3. A presente proposta traz consigo perguntas sobre a permanência de propriedades atribuídas ao QGP permanecerem em sistemas pequenos. As Partículas pesadas são essenciais nesse cenário, pois são geradas nos instantes iniciais da colisão e suas propriedades permitem que elas tragam consigo informações das interações ao longo de toda a evolução do sistema. Contudo, a análise e comparção entre os dados experimentais e predições teóricas ou fenomenológicas na área de partículas pesadas não são capazes de explicar completamente o acoplamento de quarks pesados com o meio e os processos ulteriores. Este trabalho apresenta um estudo dos efeitos do plasma interagindo com quarks pesados, sendo eles o bottom e charm. Neste trabalho analisamos como a adição de um novo ingrediente, um processo estocástico chamado coalescência afetará os nossos resultados. O programa DABMOD (STATE-OF-ART) é utilizado para gerar eventos (2d+1) event-by-event de quarks pesados atravessando um meio hidrodinâmico para os sistemas simétricos, porém com diferentes geometrias. Os quarks pesados interagem com o meio e essa interação é realizada através de parametrizações de modelos de perda de energia. Os espectros finais de partículas são obtidos após a hadronização destes quarks e ulteriores decaimento dos mésons pesados. A simulação fornece resultados de observáveis \(R_{AA}\), \(v_2\left\{ 2ight\}\) e \(v_3\left\{ 2ight\}\) apresentando consistência e dentro das barras de erros com os dados disponíveis na literatura. Neste trabalho, fazemos comparações de condições iniciais com os modelos de perda de energia para PbPb \(\sqrt{s_{NN} }=\)5.02 TeV e para XeXe \(\sqrt{s_{NN} }=\)5.44 TeV, além de realizar predições para os sistemas ArAr \(\sqrt{s_{NN} }=\)5.85 TeV, e OO \(\sqrt{s_{NN} }=\)6.02 TeV. Neste trabalho, também é apresentada a razão \(v_2 \left\{ 4ight\} / v_2 \left\{ 2ight\}\), uma ferramenta utilizada para análise das condições iniciais e o setor de quarks leves. Também investigamos as correlações entre as anisotropias de mésons pesados e todas as partículas carregadas para entender melhor como os quarks pesados se acoplam ao plasma de quarks e glúons em expansão hidrodinâmica.
Title in English
STUDY OF HADRONIZATION OF HEAVY QUARKS IN A PLASMA OF QUARKS AND GLUONS IN HYDRODYNAMIC EXPANSION FOR PbPb, XeXe, ArAr, AND OO SYSTEMS
Keywords in English
High Energy physics. Hadrons. quarks.
Abstract in English
Quark Gluon Plasma has valuable information that can be provided through heavy quarks, particles produced in heavy ion collisions. In the current scenario, several models are available that strive to decipher and better understand the properties of the medium. Each model has tools that can provide information about the plasma of quarks and gluons, but we still have situations that remain unresolved. In addition, there are proposals for collisions with small systems in the LHC experiment for RUN-3. This proposal brings with it questions about the permanence of properties attributed to the QGP to remain in small systems. Heavy particles are essential in this scenario, as they are generated in initial moments of the collision and its properties allow them to bring with them information about interactions throughout the evolution of the system. However, the analysis and comparison between experimental data and theoretical or phenomenological predictions in the area of heavy particles are not able to fully explain the coupling of heavy quarks with the medium and subsequent processes. This work presents a study of the effects of plasma interacting with heavy quarks, which are the bottom and charm. In this work we analyze how the addition of a new ingredient, a stochastic process called coalescence will affect our results. The DABMOD program (STATE-OF-ART) is used to generate events (2d + 1) event-by-event of heavy quarks crossing a hydrodynamic medium for symmetric systems, but with different geometries. Heavy quarks interact with the environment and this interaction is performed through parameterization of energy loss models. The final particle spectra are obtained after the hadronization of these quarks and further decay of heavy mesons. The simulation provides results of observables \(R_{AA} \), \(v_2 \left\{2 ight\} \) and \(v_3\left\{2ight\} \) showing consistency and within the bars of errors with the data available in the literature. In this work, we make comparisons of initial conditions with the energy loss models for PbPb \(\sqrt {s_ {NN}}= \) 5.02 TeV and for XeXe \(\sqrt{s_{NN} }=\)5.44 TeV, in addition to making predictions for the ArAr \(\sqrt{s_{NN} }=\)5.85 TeV, and OO \(\sqrt{s_{NN} }=\)6.02 TeV systems. This work also presents the reason \(v_2 \left\{ 4ight\} / v_2 \left\{ 2ight\}\), a tool used to analyze the initial conditions and the light quarks sector. We also investigated the correlations between heavy meson anisotropies and all charged particles to better understand how heavy quarks attach to hydrodynamically expanding quarks and gluons plasma.
 
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Publishing Date
2022-05-27
 
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