Fragmentação de jatos e perda de energia em colisões ultrarelativísticas de íons pesados

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Martins, Sony
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Link de acesso: http://repositorio.furg.br/handle/1/6760

Nesta dissertação, estudamos a produção de hádrons em processos de fragmentação de jatos, bem como alguns mecanismos de perda de energia, em colisões ultrarelativísticas de íons pesados, onde é esperada a produção de um novo estado da matéria chamado Plasma de Quarks e Glúons (QGP). Neste estado, que sobrevive por um curto período, acredita-se que os quarks e glúons encontram-se desconfinados, ao contrário do que acontece na matéria nuclear que constitui prótons, nêutrons e núcleos. Ao longo deste trabalho, calculamos a produção de jatos em colisões próton-próton e por meio da fragmentação destes jatos, calculamos a produção de hídrons em colisões próton-próton (pp), próton-núcleo (pA) e núcleo-núcleo (AA) nos colisores Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), em Brookhaven National Laboratory (EUA), e no Large Hadron Collider (LHC), no CERN (Suíça). A produção de hádrons na fragmentação de jatos é descrita com o auxílio das funções de fragmentação, que fornecem a probabilidade de um párton (quark ou gluon) originar um hádron que porte uma fração de momento z do párton. Nas colisões pA, abordamos primeiramente os efeitos nucleares frios. Neste caso, levamos em considera¸c˜ao os efeitos de sombreamento de várias distribuições partônicas nucleares e posteriormente calculamos o fator de modificação nuclear para a produção de hádrons. Por outro lado, nas colisões entre íons pesados (colisões AA), observa-se uma grande supressão no número de hádrons produzidos e acredita-se que este efeito ocorra principalmente devido `a perda de energia sofrida pelo párton ao atravessar o QGP formado. Neste caso, implementamos além dos efeitos nucleares de sombreamento, também os efeitos nucleares quentes, característicos do QGP. Numa primeira abordagem, calculamos a perda de energia utilizando os mecanismos de perda de energia propostos pelos grupos BDMPS e GLV, onde o primeiro descreve o meio desconfinado como um grande conjunto de centros de espalhamento estáticos causadores de múltiplos espalhamentos, enquanto o segundo descreve o meio desconfinado como um conjunto de pouquíssimos centros espalhadores, que combinados, causam um único espalhamento duro. Em seguida, implementamos o efeito da perda de energia por meio do deslocamento positivo da fração de momento z do párton, o que leva a uma menor probabilidade do párton se fragmentar num hádron. Al´em disso, a fim de tratarmos a perda de energia de uma forma mais completa, utilizamos o mecanismo dos pesos de supressão por meio do qual é obtida uma função de fragmentação modificada pelo meio. Posteriormente calculamos o fator de modificação nuclear para estes três modelos e comparamos os resultados com os dados do RHIC e com dados recentes do LHC. A partir destas comparações, inferimos propriedades do QGP, como a sua opacidade. Em geral, mesmo considerando apenas os processos em ordem dominante, encontramos bons resultados para a produção de jatos e hádrons.