Producción de núcleos de deuterio y antideuterio en el experimento Alice del LHC

Abstract

En esta tesis se presentan las medidas de la sección eficaz diferencial invariante de deuterones y antideuterones en las colisiones protón-protón a las energías en centro de masas de 900 GeV, 2.76 TeV y 7 TeV en el intervalo de momentos transversos de 0.8 GeV/c a 3 GeV/c y rapidez y < 0.5. Además, también se presenta la sección eficaz diferencial invariante de los núcleos de antitritio para momentos transversos de 1.2 a 1.8 GeV/c, y de los núcleos de antihelio-3 para momentos transversos de 1.2 GeV/c a 6 GeV/c, siendo la primera vez en la que se obtienen medidas de estos antinúcleos en las colisiones protón-protón. Se observa que la independencia con la energía del parámetro de coalescencia, B2, se extiende también a las energías del LHC, y que los valores de este parámetro para deuterones y antideuterones son compatibles. Además, el cociente antideuterón/deuterón es consistente con el cuadrado del cociente antiprotón/protón, y las medidas muestran un aumento del parámetro B2 con el momento transverso. También se ha encontrado que el parámetro de coalescencia, B3, para los núcleos de antitritio y antihelio-3 es consistente con el cuadrado del parámetro B2 y con las medidas de las colisiones protón-núcleo. Por otro lado, el parámetro B2 disminuye en los sucesos protón-protón con alta multiplicidad cargada, y los valores obtenidos son consistentes con los valores extraídos de manera independiente de las correlaciones Bose-Einstein de parejas de piones. Además, los cocientes deuterón/protón y antideuterón/antiprotón aumentan al incrementar la multiplicidad cargada, mientras que los cocientes antiprotón/protón y antideuterón/deuterón no cambian con la multiplicidad. Y por último, los datos indican que los núcleos más pesados (A > 2) se producen preferentemente en los sucesos protón-protón con alta multiplicidad de partículas cargadas. ABSTRACT. This thesis reports the measurements of the invariant differential cross section of deuterons and antideuterons in proton-proton collisions at the center of mass energies of 900 GeV, 2.76 TeV and 7 TeV from 0.8 GeV/c to 3 GeV/c in transverse momentum and rapidity |y| < 0.5. It also reports the first ever measurements in proton-proton collisions of the invariant differential cross sections of antitritons from 1.2 GeV/c to 1.8 GeV/c, and antihelium-3 nuclei from 1.2 GeV/c to 6 GeV/c in transverse momentum. It has been observed that the independence of the coalescence parameter, B2, with energy is valid at LHC energies, and that the values of this parameter for deuterons and antiideuterons are compatible. Moreover, the antideuteron/deuteron ratio is consistent with the square of the antiproton/proton ratio and the measurements show an increase of B2 parameter with transverse momentum. It has also been found that the coalescence parameter, B3, of antitritons and antihelium-3 nuclei is consistent with the square of the B2 parameter and with the measurements of proton-nucleus collisions. On the other hand, the B2 parameter decreases in high multiplicity proton-proton events, and the obtained values are consistent with the values extracted independently from the homogeneity lengths measured in two-pion Bose-Einstein correlations. Additionally, the deuteron/proton and antideuteron/antiproton ratios increase with charged particle multiplicity whereas antiproton/proton and antideuteron/deuteron ratios remain constant. Lastly, data indicate that heavier nuclei (A > 2) are produced preferentially in proton-proton events with high charged particle multiplicity.