Study of open beauty production with the ALICE detector at the LHC
Étude de la production de beauté ouverte avec le détecteur ALICE au LHC
Résumé
The thesis is performed in the context of the ALICE experiment dedicated to the study of quantum chromodynamics and especially of the quark-gluon plasma (QGP) through ultrarelativistic heavy ion collisions at the LHC (CERN). The thesis addresses the production of the beauty-meson B⁰ (d b̅) through the decay channel B⁰ → (D⁻ → π⁻ K⁺ π⁻) π⁺ in proton-lead (resp. proton-proton) collisions Version mai 2021 4 / 4 with a center-of-mass energy √sNN = 5.02 TeV (resp. √s = 13.6 TeV) with the ALICE detector, during LHC Run 2 (resp. Run 3), in domains of midrapidity (|ylab| < 0.5) and low to high transverse momentum (2 < pT < 24 GeV/c).The first measurement of the production cross section of D⁻ (d c̅) mesons, originating from a beauty-hadron decay in proton-lead collisions at midrapidity, allows for the establishment of the nuclear modification factor of these mesons, providing an indirect probe towards the study of nuclear effects impacting B⁰ mesons, and not due to QGP. The analysis workflow of this beauty meson, developped during this thesis in new ALICE software, is also presented and validated via measurements of B⁰ mesons production rate in simulated data. This analysis workflow, applied to real data from proton-proton collisions of LHC Run 3, made possible the first observation of B⁰ meson signal via full topological reconstruction in the ALICE collaboration. The results obtained establish necessary references to characterise QGP-induced effects on the beauty-meson production.
La thèse est effectuée dans le contexte de l’expérience ALICE dédiée à l’étude de la chromodynamique quantique et plus particulièrement du plasma de quarks et de gluons (QGP) grâce aux collisions d’ions lourds ultrarelativistes auprès du LHC au CERN. La thèse porte sur l’étude de la production du méson beau B⁰ (d b̅) via le canal de désintégration B⁰ → (D⁻ → π⁻ K⁺ π⁻) π⁺ dans des collisions proton-Plomb (resp. proton-proton) à une énergie dans le centre de masse √sNN = 5.02 TeV (resp. √s = 13.6 TeV) avec le détecteur ALICE, durant le Run 2 (resp. Run 3) du LHC, dans des domaines de rapidité centrale (|ylab| < 0.5) et d’impulsions transverses faibles à élevées (2 < pT < 24 GeV/c). La première mesure de la section efficace de production des mésons D⁻ (d c̅), issus de la désintégration d’un hadron beau en collisions proton-Plomb à rapidité centrale, permet d’établir le facteur de modification nucléaire de ces mésons en collisions proton-Plomb, fournissant alors une sonde indirecte à l’étude des effets nucléaires froids impactant les mésons B⁰ et dont le QGP ne serait pas responsable. La chaîne d’analyse de ce méson beau, développée durant cette thèse au sein du nouveau logiciel d’ALICE, est également présentée et validée via la mesure du taux de production des mésons B⁰ avec des données simulées. Cette chaîne d’analyse, appliquée à des données issues de collisions proton-proton du Run 3 du LHC, a rendu possible la première observation d’un signal de méson B⁰ via reconstruction topologique complète au sein de la collaboration ALICE. Les résultats obtenus constituent des références nécessaires à la caractérisation des effets engendrés par le QGP sur la production de ces mésons beaux.
Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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