Résultats

Les performances du spectromètre attendues pour mesurer la section ecace dif-férentielle inclusive de production du charme et de la beauté pour les collisions proton-proton à ^√s = 14 T eV sont résumées sur la gure 5.35. La gure 5.35 (haut) décrit la section ecace diérentielle de production inclusive des hadrons beaux et charmés telle qu'elle peut être mesurée avec les muons simples (carrés). Les points correspondent aux "bins" présentés dans la gure 5.32 sauf à grande im-pulsion transverse où les "bins" ont été regroupés (section 5.4.2). A titre indicatif, la gure 5.35 (haut) décrit également la section ecace de production inclusive des hadrons beaux et charmés telle qu'elle peut être mesurée avec les di-muons de signes opposés [201] (triangles). Les résultats sont présentés dans l'acceptance du spectro-mètre (−4.0 < ηB(D)<−2.5) pour le premier scénario de prise de données (un mois de prise de données à basse luminosité : L = 1030 cm² s⁻¹). Les barres d'erreurs verticales décrivent l'erreur statistique. La hauteur des rectangles indique l'erreur systématique sur le résultat de l'ajustement combiné (section 5.4.2). La largeur des rectangles indique l'erreur systématique sur la détermination de pmin

t . Cette erreur correspond au "binning" utilisé pour les distributions en impulsion transverse des hadrons beaux et charmés dans l'acceptance et les distributions en impulsion trans-verse des hadrons beaux et charmés qui se sont désintégrés en un muon dans l'espace de phase ϕµ (gure 5.33). Ce "binning" a été optimisé en fonction de la statistique disponible.

Un bon accord entre les résultats obtenus dans le canal di-muonique et le canal des muons simples est mis en évidence. Les résultats indiquent que la distribution de référence (histogramme rouge) est bien reconstruite sur un intervalle en impulsion transverse allant de 2 GeV/c à 25 GeV/c (2 GeV/c à 15 GeV/c) pour la beauté (le charme). Avec les coupures utilisées pour cette analyse, la section ecace de produc-tion de la beauté (du charme) est reconstruite à environ 92% (33%) par rapport à la section ecace totale de production de la beauté (du charme) dans l'acceptance du spectromètre.

L'incertitude statistique inclut l'erreur statistique sur le nombre de muons et sur le facteur Monte Carlo Fµ←B(D). Rappelons que l'erreur statistique relative sur le nombre de muons est négligeable même à haute impulsion transverse, elle est infé-rieure à 2% pour le charme comme pour la beauté. L'erreur statistique relative sur le facteur Fµ←B(D)n'excède pas 6%. Cette incertitude peut être réduite à condition que plus de statistique soit accumulée avec la simulation Monte Carlo. Ainsi, la source principale d'erreur est la systématique de l'ajustement combiné (hauteur des boites). L'erreur systématique est quasiment indépendante de l'impulsion transverse et elle est d'environ 20% pour le charme et pour la beauté. Les erreurs systématiques addi-tionnelles sur le rapport d'embranchement des décroissances semi-muoniques (3%),

(GeV/c)

t

B p

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

B theoretical relat. syst. error (%)

0 10 20 30 40 50 60 70 mass2 mass3 frag2 frag3 scale2 scale3 pdf2 pdf3

Figure 5.36  Erreur théorique relative sur la section ecace diérentielle de pro-duction des hadrons beaux (gauche) et charmés (droite) dans l'acceptance du spec-tromètre pour les collisions proton-proton à ^√s = 14 T eV. D'après [189].

sur la section ecace inélastique nucléon-nucléon (5%) et sur le facteur Fµ←B(D) ^{< 5%}

ne sont pas représentées.

Finalement, la gure 5.36 présente l'erreur relative théorique sur la section ef-cace de production des hadrons beaux et charmés. Cette erreur a été déterminée à partir du rapport du groupe HERA-LHC [189] discuté dans la section 5.4.2. Elle est approximativement indépendante de l'impulsion transverse pour les impulsions transverses plus grandes que 5 GeV/c. Elle varie de quelques % à 40% (80%) pour la section ecace de production des hadrons beaux (charmés), en fonction des pa-ramètres considérés pour les calculs. Ainsi, il est clair que la mesure présentée dans cette étude devrait permettre d'imposer de fortes contraintes sur les paramètres du modèle.

Chapitre 6

Mesure du rapport de modication

nucléaire des hadrons beaux

(charmés) (R

_AA^B(D)

) et du rapport

R

^B/D

= R

^B_AA

/R

^D_AA

6.1 Motivations

Dans le chapitre 2, on a vu que l'étude de l'interaction des partons hautement énergétiques avec le milieu créé dans les collisions d'ions lourds ultra-relativistes était crucial pour comprendre la transition de la phase hadronique vers la phase déconnée. Au RHIC, le RAAdes électrons non photoniques1a été mesuré pour des collisions Au-Au à √sN N = 200 GeV [134]. A haute impulsion transverse, cette observable de-vient largement inférieure à l'unité. Cette suppression est observée avec le même ordre de grandeur pour le RAA des hadrons légers. Ceci paraît contredire les résultats de QCD qui prévoient une perte d'énergie supérieure pour les quarks légers que pour les quarks lourds quand ils traversent un milieu déconné (eet "dead cone" : cha-pitre 2). Un certain nombre d'hypothèses concernant les mécanismes qui pourraient expliquer cette contradiction a été mis en avant (chapitre 2). Dans les conditions expérimentales du LHC, la mesure du RAA des muons de décroissance des saveurs lourdes devrait apporter un éclairage nouveau sur l'interprétation des résultats du RHIC. Si les mesures d'ALICE conrment que les quarks lourds perdent de l'énergie par "gluonstralhung" dans la phase déconnée, la mesure du RB(D)

AA devrait permettre d'évaluer la densité de celle-ci (chapitre 2).

Par ailleurs, il a été démontré dans le chapitre 5 que le spectromètre à muons d'ALICE devrait permettre de mesurer séparément les distributions en pt des muons de décroissance du charme et de la beauté. Pour la première fois au LHC, les RAA

des muons de décroissance du charme (RD

AA) et de la beauté (RB

AA) devraient donc 1. Aux énergies du RHIC les électrons de grand pt non photoniques sont principalement les électrons de décroissance du charme.

être mesurés séparément. Ainsi, le rapport RB/D = R^B_AA/R^D_AA qui permet d'isoler la dépendance à la masse de la perte d'énergie des quarks lourds par "gluonstrahlung" dans le milieu déconné devrait être accessible (chapitre 2). Il sera alors possible d'étudier l'eet "dead cone" en détail.

La précision avec laquelle le spectromètre à muons d'ALICE autorise la mesure du RB(D)

AA et du RB/D dépend de l'ecacité de l'instrumentation mais aussi de l'ana-lyse qui permet d'extraire les distributions en impulsion transverse des muons de décroissance du charme et de la beauté (chapitre 5). Dans ce chapitre les distribu-tions utilisées sont supposées parfaitement corrigées de l'ecacité de reconstruction. On cherche à évaluer la précision avec laquelle cette analyse permet d'extraire le R^B(D)_AA et le RB/D. Par ailleurs, on évaluera, pour diérents scénarios de prise de don-nées réalistes en mode P bP b, sur quel intervalle en pt le RB(D)

AA et le RB/D peuvent être extraits. L'étude est limitée aux collisions Plomb-Plomb à √sN N = 5.5 T eV