tot

Proefschrift van Z. Khabanova (Subatomic Physics)

Promotie: Studies of collective effects in pp collisions at the LHC...

Een nieuwe toestand van materie, waarbij quarks en gluons niet gevangen zitten in hadronen, wordt quark-gluon plasma (QGP) genoemd. QPG werd voorspeld te bestaan bij voldoende hoge temperaturen en energiedichtheden door de theorie van sterke interacties, kwantumchromodynamica (QCD), ongeveer 50 jaar geleden. Op dit moment kan deze toestand worden gecreëerd in de botsingen tussen zware ionen versneld tot ultra-relativistische snelheden, wat een unieke mogelijkheid biedt om het gedrag van sterk op elkaar inwerkende materie onder extreme omstandigheden te onderzoeken.

Experimentele metingen bij de Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) en de Large Hadron Collider (LHC) gaven voldoende onderbouwing om te concluderen dat het medium dat gevormd wordt bij zware-ionbotsingen sterk gekoppeld is en goed beschreven wordt door relativistische viskeuze hydrodynamische vergelijkingen voor een perfecte vloeistof. Deze eigenschappen leiden tot de collectieve uitzetting van alle deeltjes die in de botsing worden geproduceerd met een gemeenschappelijke snelheid, d.w.z. collectieve stroming. Voor sommigen van deze metingen werden proton-proton en proton-nucleus botsingen, aangeduid als kleine systemen, als referentie gebruikt. In deze kleine systemen werd verwacht dat QGP niet zou ontstaan. Recentelijk werd deze verwachting geconfronteerd met intrigerende resultaten die werden gerapporteerd door experimenten bij RHIC en de LHC die de aanwezigheid van collectieve stroming ook in kleine systemen aangeven. De oorsprong van dit effect is niet volledig begrepen. In het bijzonder is het niet duidelijk of dit wordt veroorzaakt door de QGP-vorming of door andere alternatieve mechanismen die kunnen leiden tot vergelijkbare patronen als hydrodynamische stroming, zonder dat er sprake is van de QGP-expansie, zoals kleur herverbinding.

Om dit beter te onderzoeken kan de balansfunctie worden gebruikt die het ladingsafhankelijke deel van twee-deeltjes-correlaties in de relatieve pseudorapiditeit (∆η) en azimuthale hoek (∆φ) van het deeltjespaar bestudeert. Bij zware botsingen is deze meting gebruikt als een effectief hulpmiddel om de eigenschappen van de QGP-evolutie te onderzoeken, zoals de hadronisatietijd, de vriescondities en om de collectieve beweging ervan te karakteriseren. In dit proefschrift wordt de analyse van de balansfunctie voor geïdentificeerde deeltjes in proton-proton botsingen op √s = 5.02 TeV verzameld door het ALICE-experiment gepresenteerd. De resultaten worden getoond voor pion-, kaon- en protonparen in het lage transversale impulsbereik. Daarnaast wordt een vergelijking van de gegevens in proton-proton (pp) en proton-lood (p-Pb) botsingen bij dezelfde energie gepresenteerd. Verder worden de gegevens in pp vergeleken met voorspellingen van twee verschillende parametrisaties van het PYTHIA8 Monte Carlo-model: met en zonder kleur herverbinding. Dit mechanisme leidt tot correlaties tussen deeltjes op microscopisch niveau als gevolg van de snaarrecombinatie. Nieuwe bevindingen in dit werk tonen aan dat de resultaten van de balansfunctie voor geïdentificeerde hadronen niet in overeenstemming zijn met het verwachte effect van de collectieve stroming in kleine systemen. Bovendien is geen van beide PYTHIA8-parametrisaties in staat om experimentele gegevens te reproduceren.

Begindatum en -tijd
Einddatum en -tijd
Locatie
Academiegebouw, Domplein 29 & online
Promovendus
Z. Khabanova
Proefschrift
Studies of collective effects in pp collisions at the LHC with the balance function for identified particles
Promotor(es)
prof. dr. R.J.M. Snellings
Co-promotor(es)
dr. P. Christakoglou