Mesure de la production des mésons ϒ dans les collisions proton–proton et Pb–Pb à √s_(NN) = 5.02 TeV avec l'expérience ALICE au LHC

Abstract

Les collisions d’ions lourds ultra-relativistes mène à l’émergence d’un état extrême de la matière, le plasma de quarks et de gluons ou QGP. Formés aux premiers instants de la collision, les quarkonia, résonances de deux quarks de même saveur lourde, interagissent avec le milieu tout au long de son évolution. Selon l’intensité des mécanismes en jeu, les paires sont dissociées et le taux de production est donc supprimé. La mesure de cette suppression offre un accès privilégié aux caractéristiques du QGP. En particulier, la production de quarkonia dans les collisions d’ions lourds est communément avancée comme une observable clé de la modification de l’interaction forte.Cette thèse porte sur l’étude de la production du méson Υ en collisions Pb–Pbà √sNN = 5.02 TeV au LHC. Les mésons Υ(nS) sont reconstruits à travers leur désintégration en paire de muons détectés parle spectromètre à muon d’ALICE. Les résultats montrent une forte suppression de la production de Υ(1S), augmentant des collisions périphériques aux plus centrales. L’état excité Υ(2S) est pour la première fois mesuré à rapidité avant dans des collisions noyau–noyau. La comparaison avec des prédictions de modèles phénoménologiques permettent d’interpréter les mesures et de contraindre les mécanismes de suppression des quarkonia.Ultrarelativistic heavy-ion collisions lead to the emergence of an extreme state of matter, the quark-gluon plasma or QGP. Formed at the early stage of the collision, quarkonia, resonances of two quarks of the same heavy flavour, interact with the medium throughout its evolution. Depending on the intensity of the mechanisms at play, the pairs are dissociated and the final-state production rate is thus suppressed. The measurement of this suppression offers a privileged access to QGP features. In particular, the production of quarkonia in heavy-ion collisions is commonly advertised as a key observable of the modification of the strong interaction. This thesis is devoted to the study of the Υ production in Pb–Pb collisions at √sNN = 5.02 TeV at the LHC. The Υ(nS) mesons are reconstructed via their decay into muon pairs detected by the ALICE muon spectrometer. The results indicate a strong suppression of the Υ(1S) production, increasing from peripheral towards more central collisions. For the first time, the Υ(2S) excited state can be measured at forward rapidity in nucleus–nucleus collisions. The comparison with predictions by phenomenological models allows to interpret the measurements and to constrain the suppression mechanisms of quarkonia