Study of J/ψ and D0 production in √sNN = 69 GeV PbNe collisions with the LHCb experiment
Étude de la production des J/ψ et D0 dans les collisions PbNe à √sNN = 69 GeV avec l'expérience LHCb
Résumé
At the end of 2015, the LHCb collaboration has recorded the first collisions induced by the LHC proton and lead beams on a fixed target (gaseous targets). Such data will allow a thorough test, for the first time, of the colour screening mechanism predicted by lattice QCD (when producing a quark-gluon plasma in heavy-ion collisions).The LHCb detector is optimised for heavy flavour measurements. In particular, it allows extremely accurate measurements of bound states such as D mesons, J/ψ, ψ' and χ considered as very sensitive probes for quark-gluon plasma studies.Thanks to the LHCb SMOG system (System for Measuring the Overlap with Gas), initially intended for luminosity measurements, noble gases such as He, Ne, Ar, can be injected inside the vertex detector VELO (Vertex Locator). Acting as ''fixed targets'' for the LHC beams, they give access to proton-nucleus and nucleus-nucleus collisions at an optimal energy to study the phase transition from normal nuclear matter to a quark-gluon plasma. In 2018 LHCb recorded PbNe collisions at a centre-of-mass energy of 69 GeV, making it possible to study the phase transition when comparing the results to the previously recorded pNe collisions at the same centre-of-mass energy.The work presented in this thesis encompasses the totality of the PbNe data treatment and analysis, from the data-taking, to the data quality determination, the signal extraction and the efficiency computation. In addition, in this thesis the development of a software tool to determine the centrality information of heavy-ion collisions is presented. This tool was developed with PbPb and PbNe data, and is available for usage within the LHCb collaboration. These results allow to make a much more in-depth analysis of the results by studying the behaviour of the J/ψ and D0 production not only in a new system, but in different centrality regimes within the same PbNe system.
À la fin de l'année 2015, la collaboration LHCb a enregistré les premières collisions induites par les faisceaux de protons et de plomb du LHC sur une cible fixe (cibles gazeuses). Ces données permettront un test approfondi, pour la première fois, du mécanisme d'écrantage du couleur prédit par la QCD sur réseau (lors de la production d'un plasma de quarks et gluons dans des collisions d'ions lourds).Le détecteur LHCb est optimisé pour les mesures de saveurs lourds. En particulier, il permet des mesures extrêmement précises d'états liés tels que les mésons D, J/ψ, ψ' et χ considérés comme des sondes très sensibles pour les études de plasma de quarks et gluons.Grâce au système LHCb SMOG (System for Measuring Overlap with Gas), initialement destiné à la mesure de la luminosité, des gaz rares tels que He, Ne, Ar, peuvent être injectés à l'intérieur du détecteur de vertex VELO (Vertex Locator). Agissant comme des « cibles fixes » pour les faisceaux du LHC, ils donnent accès aux collisions proton-noyau et noyau-noyau à une énergie optimale pour étudier la transition de phase de la matière nucléaire normale à un plasma de quarks et gluons. En 2018, LHCb a enregistré des collisions PbNe à une énergie dans le centre de masse de 69 GeV, ce qui permet d'étudier la transition de phase en comparant les résultats aux collisions pNe précédemment enregistrées à la même énergie dans le centre de masse.Le travail présenté dans cette thèse englobe la totalité du traitement et de l'analyse des données PbNe, de la prise de données à la détermination de la qualité des données, l'extraction du signal et le calcul des efficacités. De plus, dans cette thèse, le développement d'un outil logiciel pour déterminer l'information de centralité des collisions d'ions lourds est présenté. Cet outil a été développé avec des données PbPb et PbNe, et est disponible pour utilisation au sein de la collaboration LHCb. Ces résultats permettent de faire une analyse beaucoup plus approfondie des résultats en étudiant le comportement de la production de J/ψ et D0 non seulement dans un nouveau système, mais dans différents régimes de centralité au sein du même système PbNe.
Origine : Version validée par le jury (STAR)