Studium produkce mezonu D ve srážkách Au+Au 200 GeV na experimentu STAR

Abstract

Hlavním cílem této práce je studium produkce půvabných mezonů ve vysokoenergetických srážkách těžkých iontů, během nichž vzniká kvark-gluonové plazma. Půvabné mezony jsou vytvářeny na počátku srážky, procházejí celým vývojem systému a slouží jako sonda ke zjišťování vlastností vzniklého média. Detektor Heavy Flavor Tracker na experimentu STAR umožnil díky svému vynikajícímu rozlišení rekonstruovat sekundární vrcholy srážky z rozpadů půvabných mezonů. V jádro-jaderných srážkách dochází k potlačení produkce D mezonů R_AA ≤ 0.5 pro částice s p_T > 4.5 GeV/c v centralitě 0-10 % v důsledku ztráty energie v kvark-gluonovém plazmatu. Signifikanci signálu mezonu D± lze výrazně zvýšit, z 4.0 na 19.8 pro částice s 2.0 < p_T < 2.5 GeV/c v centralitě 0-10 %, aplikací metod strojového učení. S jejich pomocí můžeme lépe rozlišovat mezi signálem a pozadím a otevírají nám tedy prostor pro analýzu v oblasti nízkých příčných hybností.

The main topic of this thesis is the production of charmed mesons in high-energy heavy-ion collisions, during which the Quark-Gluon Plasma is formed. Charmed mesons are created at the beginning of the collisions, experience the entire evolution of the system and serve as a probe inside the medium. Heavy Flavor Tracker at STAR allowed the reconstruction of secondary vertices from charmed-meson decays, thanks to its excellent resolution. The D meson production is significantly suppressed in nucleus-nucleus collisions, R_AA ≤ 0.5 for particles with p_T > 4.5 GeV/c in 0-10 % centrality, as a consequence of energy loss inside the Quark-Gluon Plasma. D± signal significance can be substantially improved, from 4.0 to 19.8 for particles with 2.0 < p_T < 2.5 GeV/c in 0-10 % centrality, by applying machine-learning techniques. They increase our signal and background distinction capabilities and open the door for analysis in the low-pT region.