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Université Claude Bernard - Lyon I (06/09/2006), Guy Chanfray (Pr.)
Etude de la production des dimuons dans les collisions In-In dans l'experience NA60 au CERN-SPS
Laurent Ducroux1
(06/09/2006)

Les collisions d'ions lourds ultra-relativistes permettent d'étudier les propriétés de la matière nucléaire soumise à des conditions extrêmes de température et/ou de pression. Dans ces conditions, celle-ci pourrait subir une transition de phase vers un nouvel état appelé : Plasma de Quarks et de Gluons (QGP). Un premier indice de la formation du QGP a pu être observé au SPS du CERN par l'expérience NA50 à travers la suppression anormale du taux de production du méson J/$\psi$, via sa désintégration en deux muons, dans les collisions Pb - Pb.
L'étude des paires de leptons joue un rôle crucial dans les expériences d'ions lourds. En effet, l'absence significative de ré-interactions avec l'environnement hadronique fait des dileptons une sonde idéale des premiers instants de la collision. De plus, les mésons vecteurs produits dans les collisions ($\rho$, $\omega$, $\fi$, J/$\psi$) peuvent être détectés à travers leur désintégration en paires de leptons. L'expérience NA60, qui succède à NA50, étudie la production des dimuons dans les collisions In - In à 158 GeV/c/nucléon. Les motivations de l'expérience ainsi que ses différentes étapes seront décrites.
Le dispositif expérimental de NA60 comporte dans la région cible du spectromètre à muons de NA50 un ensemble de détecteurs de pixels (le télescope de vertex) disposés dans un champ magnétique. Ils permettent d'accéder aux caractéristiques cinématiques des traces des muons avant leur passage dans l'absorbeur hadronique et de déterminer avec précision le vertex d'interaction. Ce télescope de vertex permet également de mesurer la distance dans le plan transverse passant par le vertex de chacun des muons de la paire par rapport au vertex. Cette capacité est essentielle pour séparer des phénomènes prompts de ceux provenant de la décroissance de résonances.
Nous présenterons une méthode de reconstruction des traces dans le télescope de vertex dans les collisions d'ions lourds basée sur l'Analyse en Composantes Principales (ACP). Les principaux sujets d'étude de l'expérience NA60 décrits dans ce mémoire concernent les modifications du méson $\rho$ dans le milieu dense et chaud créé par la collision, l'origine de l'excès de dimuons observé pour des masses intermédiaires entre celles du f et du J/$\psi$ et l'étude de la suppression anormale du J/$\psi$. En particulier, le taux de production du J/$\psi$ est étudié en fonction de la multiplicité des traces dans le télescope de vertex. Pour chacun des sujets abordés, les résultats fournis pas NA60 ont permis une avancée significative dans la compréhension de la physique des ions lourds aux énergies du SPS.
1 :  IPNL - Institut de Physique Nucléaire de Lyon
Physique
dimuons – collisions – CERN-SPS
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