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La physique de l’infiniment grand l’infiniment petit

Batoul Diab soutient sa thèse

23 novembre 2020

le mardi 24 novembre 2020 à 10h

"La fonction de fragmentation des J/ψ en jets dans les collisions d’ions lourds"


Quelques microsecondes après le Big Bang, la matière existait sous la forme d’un plasma de quarks et de gluons asymptotiquement libres appelé QGP. Pour recréer des conditions similaires à celles de l’univers primitif, de puissants accélérateurs heurtent des noyaux lourds pour former de nombreuses petites boules de feu dans lesquelles les nucléons "fondent" en plasma de quarks et de gluons.


Le QGP a une courte durée de vie et ne peut être vu directement. De nombreuses particules sont utilisées comme signatures de sa formation et comme outils pour étudier ses propriétés. L’une d’entre elles est le méson J/ψ, une particule composée d’un quark charme et d’un anti-charme. La production de J/ψ n’est pas encore complètement comprise malgré les grands progrès réalisés dans les collisions d’ions lourds, et celles de protons où la formation de QGP n’est pas attendue. Les modèles actuels de la chromodynamique quantique ne peuvent pas reproduire toutes les mesures expérimentales de J/ψ. Une approche théorique récente évoque la production des mésons J/ψ dans les gerbes de parton ou dans les jets. Ceci est étudié expérimentalement en mesurant la fonction de fragmentation des jets contenant un J/ψ, c’est-à-dire en vérifiant le degré d’isolation du méson J/ψ pendant sa production.


La thèse rapporte le travail de deux analyses qui mesurent la fragmentation des jets contenant des mésons J/ψ dans les collisions pp et PbPb.
Les données utilisées dans les deux analyses ont été recueillies par le détecteur CMS. En utilisant les informations de tous les sous-détecteurs de CMS, les candidats J/ψ et les jets ont été reconstruits et mesurés en pp et PbPb collisions : un trajectomètre pour identifier la charge et l’impulsion des particules chargées, des calorimètres pour mesurer l’énergie des photons, électrons et hadrons, et un système à muons pour identifier et reconstruire les muons. Les mesures très précises de l’impulsion sont possibles grâce à l’aimant de CMS qui est le solénoïde supraconducteur le plus puissant jamais construit.


Les résultats présentés dans cette thèse contribuent à la compréhension de la production de J/ψ dans les collisions hadroniques et à l’interprétation des résultats de J/ψ dans les mesures d’ions lourds.

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