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Physics perspectives with the ALICE muon spectrometer
No full textprésenté par P. Dupieux, paru dans le supplément du journalALICE (A Large Ion Collider Experiment) will be the detector dedicated to the study of nucleus nucleus collisions at the LHC. The muon spectrometer of ALICE is dedicated to the measurement of heavy flavors in the muon channel. A brief description of the ALICE muon spectrometer and its physics program is reported. The expected performances for open and hidden charm and bottom measurements are presente
L'étude du QGP au LHC
No full textPrésenté par P. Dupieux, à paraître dans Proceeding des coursLe LHC (Large Hadron Collider), dont les premiers faisceaux sont programmés pour l'été 2007, offrira la possibilité de faire collisionner des protons et des ions lourds à des énergies de plusieurs TeV par nucléon, avec une luminosité très importante. La densité d'énergie atteinte en collisions d'ions lourds est si importante que, selon les prédictions de la théorie QCD (Quantum Chromo-Dynamics) des interactions fortes, la matière nucléaire passera par la phase de QGP (Plasma de Quarks et Gluons), dans laquelle le système se décline en terme de partons déconfinés (dans un grand volume). Ainsi, la question au LHC n'est pas tant de mettre en évidence le QGP, mais plutôt d'étudier ses propriétés et son hadronisation. Les détecteurs en cours de réalisation et d'installation, notamment ALICE, ATLAS et CMS, permettront de faire ces études. Après quelques aspects généraux, notamment sur les faisceaux, les performances des détecteurs et une sélection de thèmes de physique en ions lourds au LHC seront présentées dans ce cours
Etude des correlations proton-proton a petite impulsion relative dans les collisions Ne-noyaux avec le detecteur Diogene
No full textSIGLECNRS T Bordereau / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc
Expérience ALICE pour l'étude des collisions d'ions lourds ultra-relativistes au Cern-LHC
No full textCLERMONT FD-BCIU Sci.et Tech. (630142101) / SudocSTRASBOURG-Bib.Central Recherche (674822133) / SudocSudocFranceF
Sonde muonique et instrumentation associée pour l'étude du plasma de quarks et de gluons dans l'expérience ALICE
No full textALICE est le détecteur du LHC dédié à l'étude des collisions d'ions lourds ultra-relativistes. Le principal objectif de cette expérience est l'étude d'une nouvelle phase de la matière nucléaire : le plasma de Quarks et de Gluons (PQG). Le spectromètre à muons d'ALICE permettra de mesurer les taux de production des quarkonia (J/psi, signe) dans les collisions d'ions lourds via leur canal de désintégration dimuonique. Le système de déclenchement rapide du spectromètre à muons est chargé de sélectionner les événements contenant au minimum un muon ou un dimuon. L'étude des performances du système de déclenchement du spectromètre à muons, réalisée à l'aide de simulations Monte-Carlo, sera présenté dans ce mémoire. Nous présenterons également la reconstruction du spectre en masse des dimuons de signes opposés avec le spectromètre à muons d'ALICE et l'extraction des taux de production des états Upsilon pour un mois de collisions Pb-Pb au LHC et pour diverses tranches en centralitéCLERMONT FD-BCIU Sci.et Tech. (630142101) / SudocSTRASBOURG-Bib.Central Recherche (674822133) / SudocSudocFranceF
Etude des performances du Trigger du spectromètre à muons d'ALICE au LHC
No full textLa théorie de la QCD (Quantum ChromoDynamics) prédit l existence d une nouvelle phase de la matière nucléaire à très haute température. Cette phase, caractérisée par un déconfinement des quarks au sein des hadrons, est appelée QGP (Quark Gluon Plasma). Le spectromètre à muons de l expérience ALICE (A Large Ion Collider Experiment) a pour but d étudier les propriétés du QGP aux densités d énergie extrêmes atteintes dans les collisions d ions lourds au LHC (Large Hadron Collider). Le système de déclenchement du spectromètre à muons, appelé MUON TRG est, pour une large part, sous la responsabilité du groupe ALICE de Clermont-Ferrand. Il se compose de quatre plans de détecteurs RPC (Resistive Plate Chamber) d une superficie totale de 140 m2, de 21k voies de lecture et d une électronique de décision rapide. Il a été conçu afin de reconstruire en ligne des traces (muons), dans un environnement présentant un important bruit de fond. Une décision de trigger, pour les single muons et les dimuons , est délivrée toutes les 25 ns (40 MHz) avec un temps de latence relatif à l interaction proche de 800 ns. Les performances, en particulier celles liées à la décision de trigger, obtenues avec des outils de test dédiés, les évènements cosmiques, les premiers faisceaux d injection dans le LHC ainsi que les premières collisions proton-proton à s = 900 GeV seront présentés.The QCD theory (Quantum ChromoDynamics) predicts the presence of a new phase of the nuclear matter at very high temperature. This phase, characterized by a deconfinement of quarks within hadrons, is called QGP (Quark Gluon Plasma). The muon spectrometer of the ALICE experiment (A Large Ion Collider Experiment) aims at investigating the propertiesof the QGP at the extreme energy density reached in heavy ion collisions at LHC (Large Hadron Collider). The trigger system of the Muon Spectrometer, called MUON TRG mainly come under the responsability of the Clermont-Ferrand ALICE team. It consists of four planes of RPC (Resistive Plate Chamber) detectors with a total area of 140 m2 , 21k front-end channels and fast-decision electronics. It is designed to reconstruct (muon) tracks online, in a large background environment. A fast trigger decision, for both single-muons and dimuons, is delivered each 25 ns (40 MHz) with a latency with respect to the interaction of about 800 ns. The performances, especially the ones related to trigger decision, obtained with dedicated test tools, cosmic rays, first LHC injection beams and first proton-proton collisions at s = 900 GeV will be presented.CLERMONT FD-Bib.électronique (631139902) / SudocSudocFranceF
Etude du plasma de quarks et gluons via la production à l avant de bottomonium dans l expérience ALICE au LHC
No full textLes collisions d ions lourds ultrarelativistes ont pour objectif principal l'étude des propriétés de la matière nucléaire soumise à températures et densités d'énergie extrêmes. La chromodynamique quantique (QCD) prédit, dans ces conditions, l existence d une nouvelle phase de la matière dans laquelle les constituants des hadrons sont déconfinés en un plasma de quarks et gluons (QGP). Les saveurs lourdes (charme et beauté) sont produites lors de processus durs aux premiers instants des collisions, avant de traverser le milieu. Par conséquent, la mesure des quarkonia (mésons cc et bb) est particulièrement intéressante pour l'étude du QGP : leur dissociation, due notamment à l écrantage de couleur, est sensible à la température initiale du système. Les mesures effectuées au SPS et RHIC ont permis de mettre en évidence plusieurs caractéristiques du milieu produit, mais ont aussi laissé plusieurs questions sans réponse. Avec une énergie 14 fois supérieure à celle du RHIC, l accélérateur LHC (Large Hadron Collider) au CERN, entré en fonctionnement fin 2009, a ouvert une nouvelle ère pour l'étude des propriétés du QGP. ALICE (A Large Ion Collider Experiment) est une des quatre grandes expériences fonctionnant auprès du LHC et dont le but principal est l'étude du plasma de quarks et gluons produit dans les collisions d'ions plomb à une énergie de 2.76 TeV par nucléon. Elle enregistre aussi des collisions pp afin de fournir la référence indispensable pour l'étude des collisions noyau-noyau et proton-noyau et de tester les calculs perturbatifs de QCD dans la région des faibles valeurs de la variable d'échelle x de Bjorken. Les quarkonia, ainsi que les saveurs lourdes ouvertes et les mésons légers, sont mesurés dans ALICE suivant leur mode de désintégration muonique avec le spectromètre à muons situé à petit angle polaire. Il est constitué d'un ensemble d absorbeurs, d un dipôle chaud, de cinq stations de trajectographie (Muon Tracking) et de deux stations de déclenchement (Muon Trigger). Le travail présenté dans cette thèse a été réalisé de 2011 à 2013 pendant les premières années de prise de données dans l expérience ALICE. Après une introduction à la physique des ions lourds à hautes énergies et une description du setup expérimental, une étude des performances du Muon Trigger en Pb-Pb est proposée. En particulier, la stabilité dans le temps du détecteur et son efficacité de fonctionnement sont contrôlées. Le cluster size, correspondant au nombre moyen de voies adjacentes touchées par particule détectée, est étudié en fonction des différents variables. Les valeurs expérimentales sont comparées à des simulations afin de fournir une paramétrisation de cet effet. Finalement, la production du méson Ç en collisions Pb-Pb est analysée en détail et comparée à celle en collisions pp à la même énergie. Les résultats obtenus sont comparés aux mesures du J/ par ALICE, aux mesures par CMS et à des prédictions de modèles théoriques.The main goal of ultrarelativistic heavy-ion collisions is the study of the properties of the matter at very high temperatures and energy densities. Quantum chromodynamics (QCD) predicts in these conditions the existence of a new phase of the matter whose components are deconfined in a Quark-Gluon Plasma (QGP). Heavy quarks (charm e bottom) are produced in the first stages of the collisions, before to interact with the medium. Therefore, the measurement of the quarkonia (cc and bb mesons) is of particular interest for the study of the QGP: their dissociation mainly due to the colour screening is sensible to the initial temperature of the medium. Previous measurements at the SPS and RHIC allowed to understand some characteristics of the system produced, but they also opened many questions. With an energy 14 times higher than RHIC, the LHC (Large Hadron Collider) at CERN opened a new era for the study of the QGP properties. ALICE (A Large Ion Collider Experiment) is the LHC experiment fully dedicated to the study of the Quark-Gluon Plasma produced in Pb-Pb collisions at an energy of 2.76 TeV per nucleon. The experiment also participates to the proton-proton data taking in order to obtain the fundamental reference for the study of ion-ion and proton-ion collisions and for testing the predictions at very small Bjorken-x values of the perturbative QCD. Quarkonia, D and B mesons and light vector mesons are measured at forward rapidity by a Muon Spectrometer exploiting their (di)muonic decay. This detector is composed of a front absorber, a dipole magnet, five stations of tracking (Muon Tracking) and two stations of trigger (Muon Trigger). The work presented in this thesis has been carried out from 2011 to 2013 during the first period of data taking of ALICE. After a detailed introduction of the heavy-ion physics and a description of the experimental setup, the performance of the Muon Trigger in Pb Pb collisions are shown. A particular attention is devoted to the stability of the detector during the time and to the trigger effectiveness. Moreover, the cluster size, corresponding to the number of adjacent strips hit by a particle, is studied as a function of different variables. The experimental results will be compared to simulations in order to obtain a good parametrization of this phenomenon. Finally, the Ç production in Pb-Pb collisions is carefully analysed and compared to that in pp collisions at the same energy. The results are then compared to the J/ measurements obtained by ALICE, to the CMS results and to some theoretical predictions.CLERMONT FD-Bib.électronique (631139902) / SudocSudocFranceF
Study of the performance of the ALICE muon spectrometer trigger at LHC
No full textLa théorie de la QCD (Quantum ChromoDynamics) prédit l’existence d’une nouvelle phase de la matière nucléaire à très haute température. Cette phase, caractérisée par un déconfinement des quarks au sein des hadrons, est appelée QGP (Quark Gluon Plasma). Le spectromètre à muons de l’expérience ALICE (A Large Ion Collider Experiment) a pour but d’étudier les propriétés du QGP aux densités d’énergie extrêmes atteintes dans les collisions d’ions lourds au LHC (Large Hadron Collider). Le système de déclenchement du spectromètre à muons, appelé MUON TRG est, pour une large part, sous la responsabilité du groupe ALICE de Clermont-Ferrand. Il se compose de quatre plans de détecteurs RPC (Resistive Plate Chamber) d’une superficie totale de 140 m2, de 21k voies de lecture et d’une électronique de décision rapide. Il a été conçu afin de reconstruire ”en ligne” des traces (muons), dans un environnement présentant un important bruit de fond. Une décision de trigger, pour les ”single muons” et les ”dimuons”, est délivrée toutes les 25 ns (40 MHz) avec un temps de latence relatif à l’interaction proche de 800 ns. Les performances, en particulier celles liées à la décision de trigger, obtenues avec des outils de test dédiés, les évènements cosmiques, les premiers faisceaux d’injection dans le LHC ainsi que les premières collisions proton-proton à √s = 900 GeV seront présentés.The QCD theory (Quantum ChromoDynamics) predicts the presence of a new phase of the nuclear matter at very high temperature. This phase, characterized by a deconfinement of quarks within hadrons, is called QGP (Quark Gluon Plasma). The muon spectrometer of the ALICE experiment (A Large Ion Collider Experiment) aims at investigating the propertiesof the QGP at the extreme energy density reached in heavy ion collisions at LHC (Large Hadron Collider). The trigger system of the Muon Spectrometer, called MUON TRG mainly come under the responsability of the Clermont-Ferrand ALICE team. It consists of four planes of RPC (Resistive Plate Chamber) detectors with a total area of 140 m2 , 21k front-end channels and fast-decision electronics. It is designed to reconstruct (muon) tracks online, in a large background environment. A fast trigger decision, for both single-muons and dimuons, is delivered each 25 ns (40 MHz) with a latency with respect to the interaction of about 800 ns. The performances, especially the ones related to trigger decision, obtained with dedicated test tools, cosmic rays, first LHC injection beams and first proton-proton collisions at √s = 900 GeV will be presented
The Dimuon Trigger of the ALICE - LHC Experiment
No full textWe describe the trigger system of the ALICE dimuon spectrometer, based on RPC detectors. The background rate is at least one order of magnitude less in ALICE than in LHC p-p experiments due to the lower luminosity in ion running. Hence we study the possibility to operate the RPCs either in streamer or proportional mode. We report a study done with cosmic rays concerning gas mixtures for streamer mode. The aim is to minimise the streamer charge for a better flux capability of the RPC and a smaller cluster size, as needed for ALICE. We also give the results of a beam test at SPS where the RPC was placed in the vicinity of a hadron absorber, simulating the operation conditions in ALICE
A new front-end for better performances of RPC in streamer mode
No full textResistive plate chambers (RPC) operated in streamer mode will provide the trigger of the ALICE forward muon spectrometer at the future large hadron collider at CERN. In a previous study, we had demonstrated that the time resolution of RPC in streamer mode could be improved significantly using a new discrimination technique called A DUaL Threshold (ADULT). The conclusions were based on a small sample of cosmic events, hence with almost zero incident flux, collected on a very simple test bench. The ADULT method has then been implanted in a custom integrated circuit and new data have been taken during beam and irradiation tests. The principle and the advantages of ADULT are reminded. The performances of the detector equipped with the new chip are given
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