Advanced

Production of K0S and Lambda in p-Pb Collisions at sqrt(s_NN)=5.02 TeV Measured with the ALICE Detector at the LHC

Burheim, Madeleine LU (2017) FYSM60 20162
Department of Physics
Particle Physics
Abstract
This thesis presents an analysis of the production of K_S^0 and Λ particles in p-Pb collisions at a center of mass collision energy of sqrt(s_NN) = 5.02 TeV, measured with the ALICE detector at the LHC, CERN. The p_T spectra as well as the baryon-to-meson yield ratio Λ/K_S^0, for p_T <= 15 GeV/c, are investigated and compared for different centrality bins. The results are compared to those from Pb-Pb collisions, where the yield ratio shows pp-like behaviors for peripheral collisions while for central collisions an enhancement of Λ with respect to K_S^0 is seen at intermediate p_T. This enhancement is, to our current knowledge, explained by effects of radial flow at low and mid-p_T combined with processes like recombination during the... (More)
This thesis presents an analysis of the production of K_S^0 and Λ particles in p-Pb collisions at a center of mass collision energy of sqrt(s_NN) = 5.02 TeV, measured with the ALICE detector at the LHC, CERN. The p_T spectra as well as the baryon-to-meson yield ratio Λ/K_S^0, for p_T <= 15 GeV/c, are investigated and compared for different centrality bins. The results are compared to those from Pb-Pb collisions, where the yield ratio shows pp-like behaviors for peripheral collisions while for central collisions an enhancement of Λ with respect to K_S^0 is seen at intermediate p_T. This enhancement is, to our current knowledge, explained by effects of radial flow at low and mid-p_T combined with processes like recombination during the hadronization of the created medium -- the Quark Gluon Plasma. The results of p-Pb show similar features to those of Pb-Pb, but on a smaller scale. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Många har hört talas om The Big Bang – den stora smällen – det ögonblick där det Universum som vi känner till idag föddes. Även om vad som fanns innan Big Bang ännu förblir en gåta, tyder observationer på att alla galaxer, stjärnor och planeter som idag existerar – även rumtiden själv – började i en enda punkt. Denna punkt måste ha varit oerhört tät och het, vilket innebär att den materien vi ser runt omkring oss idag, som är uppbyggd av den bekanta atomen, inte kunde existera. Då Universum bara var några miljondelar av en sekund gammalt, fanns det inte ens protoner eller neutroner – de beståndsdelar som bygger upp atomkärnor.
Istället tros en annan typ av materia ha existerat; en materia uppbyggd av fria kvarkar och gluoner, d.v.s. de... (More)
Många har hört talas om The Big Bang – den stora smällen – det ögonblick där det Universum som vi känner till idag föddes. Även om vad som fanns innan Big Bang ännu förblir en gåta, tyder observationer på att alla galaxer, stjärnor och planeter som idag existerar – även rumtiden själv – började i en enda punkt. Denna punkt måste ha varit oerhört tät och het, vilket innebär att den materien vi ser runt omkring oss idag, som är uppbyggd av den bekanta atomen, inte kunde existera. Då Universum bara var några miljondelar av en sekund gammalt, fanns det inte ens protoner eller neutroner – de beståndsdelar som bygger upp atomkärnor.
Istället tros en annan typ av materia ha existerat; en materia uppbyggd av fria kvarkar och gluoner, d.v.s. de partiklar som, under normala förhållanden (vid låg densitet och temperatur), är bundna i hadroner – en grupp partiklar dit protoner och neutroner tillhör. Ett sådant materietillstånd kallas för kvark-gluonplasma (QGP).
Då Universum expanderade, och därigenom kyldes ned, ledde detta till att kraften mellan partiklarna i kvark-gluonplasmat – den så kallade starka kraften – blev allt större. Denna kraft fungerar så, att den minskar då partiklarna kommer nära varandra och ökar när de förs längre ifrån varandra. Och skulle det vara så att två kvarkar av någon anledning kommer för långt ifrån varandra, så omvandlas den energin som håller ihop kvarkarna till att bilda ett nytt kvarkpar som de ursprungliga kvarkarna istället kan bindas till. Detta beteende hos den starka kraften innebär att kvarkarna och gluonerna aldrig existerar som fria partiklar. Då Universum fortsatte kylas ned började dessa partiklar därför smälta samman för att bilda hadroner.
Genom kollisioner mellan tunga atomkärnor – såsom blykärnor (Pb) – accelererade till en hastighet nära ljushastigheten, kan så höga temperaturer och tryck uppnås att kvarkarna och gluonerna i den sammanpressade materien beter sig som fria partiklar. Detta innebär att den hadroniska materien har genomgått en fasövergång till det särskilda materietillståndet QGP.
Då avkylningen av den skapade materien går så snabbt, går det inte att direkt mäta på kvark-gluonplasmat självt. Istället måste man analysera de partiklar som produceras i processen. De kärnor som kolliderar innehåller protoner och neutroner, vilka endast är uppbyggda av två sorters kvarkar. Trots det har partiklar som innehåller andra sorters kvarkar upptäckts, vid sådana kollisioner, i en mängd som inte har observerats i situationer där kvark-gluonplasma inte förväntas bildas – t.ex. vid kollisioner mellan två protoner.
Vad blir då resultatet när man kolliderar protoner med tunga kärnor? I min avhandling undersöker jag just detta, nämligen vad som händer i kollisioner mellan protoner och Pb-kärnor. De data som min analys baseras på kommer från proton-Pb-kollisioner uppmätta med ALICE-detektorn vid LHC (Large Hadron Collider), CERN. I analysen undersöker jag två sorters partiklar, K_S^0 och Λ, som bildads i kollisionerna och hur dess antal förhåller sig till varandra beroende på kollisionens centralitet (var på kärnan som protonen träffar). Antalet undersöks i förhållande till partiklarnas rörelsemängd, vilket sedan jämförs med motsvarande resultat från Pb-Pb-kollisioner, där QGP har observerats. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Burheim, Madeleine LU
supervisor
organization
course
FYSM60 20162
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
id
8901274
date added to LUP
2017-01-27 17:18:29
date last changed
2017-01-27 17:18:29
@misc{8901274,
  abstract     = {This thesis presents an analysis of the production of K_S^0 and Λ particles in p-Pb collisions at a center of mass collision energy of sqrt(s_NN) = 5.02 TeV, measured with the ALICE detector at the LHC, CERN. The p_T spectra as well as the baryon-to-meson yield ratio Λ/K_S^0, for p_T <= 15 GeV/c, are investigated and compared for different centrality bins. The results are compared to those from Pb-Pb collisions, where the yield ratio shows pp-like behaviors for peripheral collisions while for central collisions an enhancement of Λ with respect to K_S^0 is seen at intermediate p_T. This enhancement is, to our current knowledge, explained by effects of radial flow at low and mid-p_T combined with processes like recombination during the hadronization of the created medium -- the Quark Gluon Plasma. The results of p-Pb show similar features to those of Pb-Pb, but on a smaller scale.},
  author       = {Burheim, Madeleine},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Production of K0S and Lambda in p-Pb Collisions at sqrt(s_NN)=5.02 TeV Measured with the ALICE Detector at the LHC},
  year         = {2017},
}