6.3 Les muons simples
6.3.1 Comparaison entre muons simples et J/ψ
Dans cette section, on s’int´eresse `a la comparaison directe des taux de production relatifs des muons simples et des J/ψ. On s’attend `a ce le taux de production des J/ψ soit similaire `a celui des muons haut pT. Cette comparaison se fait en observant le
rapport de leur taux de production respectif.
Les figures 6.17 et 6.18 montrent le rapport du taux de production des J/ψ sur le taux de production des muons bas pT et haut pT respectivement.
Le rapport J/ψ - muons bas pT semble constant avec la multiplicit´e, voire aug-
mentant aux plus hautes multiplicit´es. En revanche, le rapport J/ψ - muons haut pT diminue fortement aux basses multiplicit´es, puis semble ˆetre constant aux hautes
multiplicit´es. L’´eventuelle suppression des J/ψ ´etant attendue `a haute multiplicit´e, le comportement observ´e ne semble pas confirmer cette hypoth`ese. Cependant, les larges erreurs statistiques rendent les conclusions difficiles.
6.4
Conclusion
L’´evolution des taux de production relatifs des muons simples avec 1, 0 < pT < 4, 0
GeV·c−1 et 4, 0 < p
T < 8, 0 GeV·c−1, ainsi que des J/ψ, en fonction de la multipli-
cit´e jusqu’`a 5,5 fois la multiplicit´e moyenne a ´et´e pr´esent´ee dans ce chapitre. Ces taux de production augmentent tous avec la multiplicit´e de la collision. Cette observation semble confirmer que l’augmentation de la multiplicit´e dans une collision p-p est due `a
Figure 6.14 – Taux de production relatif des muons simples avec 4,0 < pT < 8,0 GeV·c−1 en fonction de la densit´e relative de la collision. Une erreur syst´ematique
suppl´ementaire de 5,5% provenant des collisions p-p diffractives est `a appliquer sur le taux de production.
Figure 6.15 – Taux de production relatif des des muons simples avec 4,0 < pT < 8,0 GeV·c−1 divis´e par la multiplicit´e relative de la collision en fonction de la multiplicit´e
relative. Une erreur syst´ematique suppl´ementaire de 5,5% provenant des collisions p-p diffractives est `a appliquer sur le taux de production.
Figure 6.16 – Rapport du taux de production relatif des muons simples avec 4,0 < pT < 8,0 GeV·c−1 sur les muons simples avec 1,0 < pT < 4,0 GeV·c−1 en fonction
de la mutiplicit´e relative de la collision.
Figure 6.17 – Rapport du taux de production relatif des J/ψ sur les muons simples avec 1,0 < pT < 4,0 GeV·c−1 en fonction de la mutiplicit´e relative de la collision.
Figure 6.18 – Rapport du taux de production relatif des J/ψ sur les muons simples avec 4,0 < pT < 8,0 GeV·c−1 en fonction de la mutiplicit´e relative de la collision.
un plus grand nombre de collisions parton-parton ind´ependantes. En revanche, l’´even- tuelle suppression des J/ψ aux hautes multiplicit´es propos´ee n’a pas ´et´e observ´ee. Les mod`eles utilis´es dans les simulations ne parviennent pas `a reproduire le comportement observ´e : en effet, ils pr´evoient une diminution du taux de production des J/ψ en fonction de la multiplicit´e.
Les erreurs statistiques et syst´ematiques dans cette premi`ere ´etude sont cependant ´elev´ees, rendant les conclusions difficles. Une seconde ´etude avec plus de statistique permettrait `a la fois de diminuer les erreurs et d’atteindre des multiplicit´es plus ´elev´ees. Enfin, les r´esultats concernant le taux de production des J/ψ en fonction de la multiplicit´e, en commun avec les r´esultats obtenus `a rapidit´e moyenne par le tonneau central et la comparaison avec les simulations, ont fait l’objet d’une publication [108], reproduite en annexe B.
Conclusion
Cette th`ese a pr´esent´e des r´esultats des deux premi`eres ann´ees de prises de donn´ees du spectrom`etre `a muons de l’exp´erience ALICE au LHC.
Une ´etude utilisant les rayons cosmiques, les toutes premi`eres donn´ees r´ecolt´ees par le spectrom`etre `a muons, a permis de tester l’ensemble de la chaˆıne de d´etection et de reconstruction.
La suite de cette th`ese s’est concentr´ee sur l’´evaluation de l’efficacit´e des chambres de trajectographie du spectrom`etre `a muons. Une m´ethode permettant d’´evaluer l’effi- cacit´e `a partir des donn´ees r´eellles a ´et´e pr´esent´ee. L’efficacit´e ainsi mesur´e est utilis´ee afin de valider les simulations r´ealistes. Une m´ethode pour reproduire l’´etat du d´e- tecteur dans les simulations a ´egalement ´et´e d´evelopp´e. Ces deux m´ethodes ont ´et´e utilis´ees dans la publication d’ALICE concernant la mesure de la section efficace de production des J/ψ.
La partie suivante a trait´e de la s´election des traces reconstruites par le spectro- m`etre, bas´ee sur la distribution du produit impulsion-distance d’approche minimale. Cette m´ethode a ´et´e d´evelopp´ee en utilisant les collisions p-p, de mani`ere a rejeter les traces issues de collisions faisceau-gaz. Elle a ´egalement ´et´e appliqu´ee par d’autres analyses d’ALICE, utilisant les collisions Pb-Pb, de mani`ere `a rejeter les fausses traces. Enfin, la derni`ere partie de cette th`ese concernait le taux de production des J/ψ et des muons simples en fonction de la multiplicit´e des particules charg´ees dans les collisions proton-proton. Cette ´etude a ´et´e motiv´ee par les multiplicit´es atteintes au LHC dans les collisions p-p, similaires `a celle des collisions semi-centrales Cu-Cu `a RHIC, et par l’apparition d’une corr´elation entre η et φ des hadrons `a haute multiplicit´e, jusqu’ici observ´ee seulement en collisions d’ions lourds, mesur´ee par l’exp´erience CMS. Les taux de production des J/ψ et muons simples ont montr´e une forte corr´ealtion avec la multiplicit´e de la collision, augmentant avec celle-ci. Cette observation tend `a confirmer l’hypoth`ese que l’augmentation de la multiplicit´e d’une collision p-p est due `a un plus grand nombre de collisions parton-parton, et donc `a une plus grande production de tous les types de particules. C’est ´egalement dans le cadre de cette hypoth`ese qu’un milieu thermalis´e peut se former dans les collisions p-p. Ces r´esultats, combin´es avec une ´etude utilisant les donn´ees `a rapidit´e moyenne, sont l’objet d’une publication d’ALICE reproduite en annexe B [108].
Dans l’avenir, il serait int´eressant de poursuivre cette analyse avec plus de sta- tistique. Cela permettrait d’atteindre des multiplicit´e plus ´elev´ees, pour peut-ˆetre per- mettre l’observation de nouveaux effets. Une comparasion avec des simulations utilisant diff´erent mod`ele est ´egalement n´ecessaire.
Annexe A
Analyse des donn´ees relatives au
rayonnement cosmique
Cette annexe traite des toutes premi`eres donn´ees recueillies par le spectrom`etre `a muons d’ALICE, utilisant le rayonemment cosmique. Ces p´eriodes ont servi de tests pour tous les d´etecteurs, aussi bien pour l’´etalonnage que pour toute la chaˆıne de reconstruction. Dans le cas du spectrom`etre `a muons, une ´etude sur les distributions angulaires des traces a ´et´e possible.