Neutral meson measurement in ALICE with EM-calorimeters in pp collisions at LHC energies
Description
Probing of the quark gluon plasma and exploring its thermal properties and dynamic evolution are the main objects in ultra-relativistic heavy-ion collisions. The hard electromagnetic probe is a well-built detection. A Large Ion Collider Experiment (ALICE) is one of four main experiments at the LHC, which is dedicated on the heavy ion collisions at a top energy √(SNN)=5.5 TeV. The initial runs with pp collisions at 900 GeV (2009) and 7 TeV (2010) are necessary reference points. In the thesis, three parts are mainly involved: 1) the raw yield of neutral mesons by π0(η)→ 2 γ and ω (782) → π0γ → 3 γ with the realistic geometrical configuration were estimated. It gave us an important reference before the ALICE data-taking. It also proves the possibility to measure the η and ω (782) despite of its limited acceptance for PHOS. 2) The data processing chain from raw data to the physics analysis oriented are studied for a better understanding to the detectors. Depending on the different design of the PHOS and EMCAL, the strategies of the neutral mesons extraction by invariant mass analysis, shower shape analysis and isolation cut method are studied. 3) From the current statistics with pp collisions at 7 TeV, ∼ 390 million min-bias events are analyzed. By using the invariant mass analysis, π0 spectrum is extracted up to pT range to 25 ∼GeV/c with PHOS. The systematic uncertainties are estimated due to the absolute energy scale calibration, non-linearity response, bad channels and π0 conversion loss. The final π0 cross-section is compared with the NLO calculation. The η and ω (782) peak are also observed. The initial measurements of neutral mesons are crucial for the calibration of electromagnetic calorimeters. It is also related to almost all the photon physics, such as direct photon excess, flow measurement and jet physics etc. In the coming years, ALICE will continue with the data taking with pp and Pb-Pb collisions. And more statistics and rich physics will come forth. (author)
Abstract (French)
Sonder le plasma de quarks et de gluons et explorer ses proprietes thermiques comme son evolution dynamique sont les principaux objets des collisions d'ions lourds ultra-relativistes. La sonde electromagnetique dure est un outil experimental bien etabli. ALICE est l'une des quatre experiences principales du LHC, qui est dediee aux collisions d'ions lourds d'energie √(SNN)= 5,5 TeV. Les prises de donnees initiales avec des collisions pp a 900 GeV (2009) et 7 TeV (2010) sont des points de reference necessaires. Dans la presente these, trois parties sont principalement concernees: 1) les taux de production brut de mesons neutres π0 (η) en 2γ et ω (782) → π0γ → 3 γ, ont ete estimes, avec une configuration realiste de detecteurs. Ces taux nous ont donne une reference importante avant la prise de donnees d'ALICE. Elle prouve egalement la possibilite de mesurer la η et ω (782) en depit de l'acceptance limitee du calorimetre PHOS. 2) La chaine de traitement, des donnees brutes a l'analyse physique des donnees, est etudiee pour une meilleure comprehension des detecteurs. Selon la conception specifique de chaque calorimetre (PHOS et EMCal), ainsi que les strategies d'extraction des mesons neutres par analyse de masse invariante, la forme de la gerbe et les coupures d'isolement sont etudiees. 3) D'apres la statistique actuelle obtenue pour les collisions pp a 7 TeV, ∼ 390M evenements min-bias sont analyses. En utilisant l'analyse de la masse invariante, le spectre des π0 est extrait a l'aide de PHOS, jusqu'a de hautes impulsions (pT∼25 GeV/c). Les incertitudes systematiques sont pour l'essentiel dues a l'etalonnage du niveau d'energie absolue, la non-linearite de la reponse de detecteur, les canaux defectueux et les pertes de π0 par conversion dans la matiere. La section efficace de production des π0 est comparee aux calculs NLO. Les pics de masse du η et du ω(782) sont egalement observes. Les mesures initiales des mesons neutres sont cruciales pour l'etalonnage des calorimetres electromagnetiques. Elle est egalement liee a la quasi-totalite de la physique photon, comme l'exces aux photons directs, la mesure de flot et la physique des jets, etc. Dans les annees qui suivent, ALICE va poursuivre la prise de donnees avec des collisions pp et PbPb. Une plus grande statistique sera accumulee, ouvrant ainsi la porte a une physique tres riche. (auteur)Files
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Additional details
Additional titles
- Original title (English)
- Mesure des mesons neutres dans ALICE avec les calorimetres electromagnetiques dans les collisions pp aux energies du LHC
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 164 p.
- Report number
- FRNC-TH--10277
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 49101647
- Subject category
- S72: PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS; S46: INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- ALICE DETECTOR; CALIBRATION; CERN LHC; OMEGA-782 MESONS; PARTICLE IDENTIFICATION; PARTICLE TRACKS; PIONS NEUTRAL; PROTON-PROTON INTERACTIONS; QUANTUM CHROMODYNAMICS; QUARK MATTER; SHOWER COUNTERS
- Descriptors DEC
- ACCELERATORS; BARYON-BARYON INTERACTIONS; BOSONS; CYCLIC ACCELERATORS; ELEMENTARY PARTICLES; FIELD THEORIES; HADRON-HADRON INTERACTIONS; HADRONS; INTERACTIONS; MATTER; MEASURING INSTRUMENTS; MESONS; NUCLEON-NUCLEON INTERACTIONS; PARTICLE INTERACTIONS; PIONS; PROTON-NUCLEON INTERACTIONS; PSEUDOSCALAR MESONS; QUANTUM FIELD THEORY; RADIATION DETECTORS; STORAGE RINGS; SYNCHROTRONS; VECTOR MESONS
Optional Information
- Notes
- 166 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses