Produkce mesonu Upsilon ve srážkách těžkých iontů na experimentu STAR

Abstract

Dle předpovědí QCD na mřížce se očekává, že v ultra-relativistických srážkách těžkých iontů dochází k vytvoření nového stavu hmoty. Za přítomných extrémních podmínek podstupuje běžná hadronová hmota fázový přechod a formuje plasma dekonfinovaných kvarků a gluonů (QGP). Je předpokládáno, že toho médium tvořilo vesmír v jeho nejranějších momentech. Zkoumání vlastností QGP může přinést cenné podněty pro kosmologické modely a vést k lepšímu pochopení charakteru silné interakce. Produkce kvarkonií patří mezi zásadní sondy ke zkoumání QGP. Jejich potlačení lze chápat jako přímý důsledek vytvoření plasmatu kvůli barevnému stínění. Z měřené produkce lze rovněž vyvozovat limitní hodnoty teplot QGP. V této práci autor představuje svou analýzu produkce mesonu Upsilon na experimentu STAR ve srážkách Au+Au při sqrt(s_NN) = 200 za pomocí dvoj-elektronového rozpadového kanálu. Finálním výsledkem jsou jaderné modifikační faktory, které jsou ukázány pro základní i excitované stavy. Sekundární vlivy komplikující interpretaci naměřeného potlačení produkce jsou pro Upsilony při energiích na RHICu považovány za méně významné. To činí z Upsilonů čistší sondy ke studování barevného stínění.

In ultra-relativistic heavy-ion collisions, creation of a novel state of matter is expected, in accordance with predictions by lattice QCD calculations. Under such extreme conditions, regular hadronic matter undergoes a phase transitions and forms a plasma of deconfined quarks and gluons (QGP). This medium is hypothesised to comprise the universe in its earliest stages. Researching the QGP properties can bring valuable input for early cosmological models as well as help us understand the character of the strong interaction. Production of the quarkonium mesons is a crucial probe of the QGP, since their suppression can be viewed as a direct evidence of the plasma formation, due to the colour screening effect. Moreover, this can be used to infer constraints on the QGP temperature. In this thesis, author's analysis of the Upsilon production at the STAR experiment in Au+Au collisions at sqrt(s_NN) = 200 GeV via the di-electron decay channel is presented. The nuclear modification factors for the ground state and for the excited states are reported. At RHIC energies, secondary effects complicating the measured suppression are deemed less significant for the Upsilon, which makes it a cleaner probe of the screening effect.