Studium produkce půvabných mesonů v experimentu STAR

Abstract

Štúdium kvark-gluónovej plazmy, hustej a horúcej jadrovej hmoty, v ktorej sa nachádzajú dekonfinované kvarky a gluóny, patrí medzi hlavné ciele Relativistického urýchľovača ťažkých jadier v Brookhavenskom národnom laboratóriu. Tento stav hmoty nemôžeme pozorovať priamo, ale len pomocou jeho prejavov ako je jadrový modifikačný faktor či eliptický tok. Nedávno sa však ukázalo, že azimutálne uhlové korelácie, ktoré sú v kvark-gluónovej plazme považované za prejav kolektívneho správania média, je možné merať aj v malých zrážkových systémoch ako p+p či p+Pb – je teda prítomný eliptický tok častíc. Preto je potrebné skúmať eliptický tok v malých systémoch a určiť jeho pôvod, keďže zatiaľ nevieme, či v malých systémoch nemôže vzniknúť kvapôčka kvark-gluónovej plazmy, alebo ide len o korelácie nespôsobené kolektívnym správaním častíc. V tejto práci bude predstavené meranie eliptického toku D mezónu na experimente STAR v zrážkach d+Au pri energii 200 GeV pomocou novej metódy Generic Framework. D mezón je rekonštruovaný pomocou hadrónového rozpadu s použitím vylepšených rozhodovacích stromov, čo je algoritmus strojového učenia, v 3 intervaloch priečnych hybností: 1 – 2, 2 – 3, 3 – 5 GeV/c so signifikanciou 5,18, 7,40 a 8,39. V rovnakých intervaloch bol taktiež vypočítaný eliptický tok tejto častice, a to 0,069, 0,204 a 0,530, avšak s veľkými nepresnosťami.

A study of quark-gluon plasma, the hot and dense nuclear matter made of deconfied quarks and gluons, is one of the main physics goals of the STAR experiment situated at the Relativistic Heavy-Ion Collider in the Brookhaven National Laboratory. As this state of matter cannot be observed directly, we use its signatures such as the nuclear modification factor or the elliptic flow to its examination. Recently, it has been shown that the elliptic flow considered to be a signature of collective behavior of the medium is measurable in small collision systems such as p+p or p+Pb as well. Therefore, it is important to investigate the elliptic flow in these systems and determine its origin as we do not know yet whether the it is caused by the presence of a quark-gluon plasma droplet. This thesis is dedicated to the measurement of the elliptic flow of the D meson in d+Au collisions recorded with the STAR experiment. The new method, Generic Framework, has been used for the flow analysis. The D meson has been reconstructed via its hadronic decay channel using boosted decision trees, a machine learning algorithm which has been needed to suppress the significant combinatorial background. The reconstruction has been done in 3 bins of the candidate's transverse momentum: 1 - 2, 2 - 3 a 3 - 5 GeV/c with significance 5.18, 7.40, and 8.39, respectively. The same binning has been used for the elliptic flow calculation, the obtained result is 0.069, 0.204, and 0.530, however, with the large uncertainty.