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Electron-D0 Correlations With ALICE In pp Collisions At LHC Energy

Altinpinar, Sedat :
Electron-D0 Correlations With ALICE In pp Collisions At LHC Energy.
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2012)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Electron-D0 Correlations With ALICE In pp Collisions At LHC Energy
Language: English
Abstract:

With ALICE at LHC a new energy domain of Quark-Gluon Plasma physics can be explored. Partonic energy loss studies are one of the major investigation methods, which can reveal important information about the interaction of quarks and gluons in the mentioned state of matter. To employ heavy quarks as probes is especially suited for this purpose, since they are created early in nucleus-nucleus collisions and experience the full collision history. An additional distinction between charm or bottom quarks contributes to refine the understanding of partonic energy loss. For this aim a separation method called factorization is developed. This analysis is based on the angular correlation of electrons from heavy-flavor hadron decays and D0 mesons, depending on the topology of underlying QCD processes. The purpose is to obtain a momentum dependent charm to beauty cross section ratio in proton-proton collisions, which is a baseline for the lead-lead collisions and an essential input for partonic energy loss models. The analysis presented is a groundwork, showing how such an analysis can be done in ALICE. Precondition of such kind of analysis are the reconstruction of D0 mesons and the identification and selection of electrons from heavy-flavor hadron decays. First D0 mesons in ALICE are measured, by developing a particle identification strategy for the D0 → Kπ decay mode and kinematical selection criteria for the mentioned two daughter particles. Moreover the measured D0 mesons provide the possibility to make comparisons with perturbative QCD cross section calculations and check their agreement. Conclusions on the statistical model are possible as well, with the measurement of the ratio of neutral and charged D mesons. Also a preliminary selection strategy to separate electrons from heavy-flavor hadron decays from other electrons is worked out and a novel background subtraction technique of non- heavy flavor background in the correlation distribution is presented as well. Since this analysis is very statistics-hungry, there is currently no statistically conclusive correlation plot possible, with the present amount of collected events. Nevertheless, a first evaluation employing the factorization method is done.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Mit ALICE am LHC kann ein neuer Energiebereich des Quark-Gluon Plasmas erforscht werden. Studien über partonischen Energieverlust sind einige der grundlegenden Untersuchungsmethoden, welche wichtige Informationen über die Wechselwirkung von Quarks und Gluonen in dem genannten Materiezustand enthüllen können. Der Einsatz von schweren Quarks als Sonden ist für diese Zwecke besonders geeignet, da sie in Kern-Kern Stößen früh erzeugt werden und somit die volle Kollisionsentwicklung durchleben. Eine zusätzliche Unterscheidung zwischen Charm- und Beauty-Quarks trägt zur Vertiefung des Verständnisses über partonischen Energieverlust bei. Für diesen Zweck der Separation wurde eine Faktorisierungsmethode entwickelt. Diese Analyse beruht auf der Winkelkorrelation von Elektronen aus Schwere-Quark-Hadronenzerfällen und D0 Mesonen, abhängig von dem zugrundeliegenden QCD Prozess. Das Ziel ist es ein impulsabhängiges Charm zu Beauty Wirkungsquerschnitt-Verhältnis in Proton-Proton Stößen zu ermitteln, welches eine Referenz für Blei-Blei Stöße darstellt und als essentielle Größe für partonische Energieverlustmodelle eingeht. Die präsentierte Analyse ist eine Basisarbeit, die zeigt wie solch eine Analyse in ALICE realisiert werden kann. Voraussetzung für so eine Analyse ist die Rekonstruktion von D0 Mesonen und die Identifizierung und Selektion von Elektronen aus Schwere-Quark- Hadronenzerfällen. Durch die Entwicklung einer Strategie zur Teilchenidentifizierung für den Zerfallskanal D0 → Kπ und kinematischen Auswahlkriterien für die genannten zwei Zerfallsteilchen, wurden erste D0 Mesonen in ALICE gemessen. Die gemessenen D0 Mesonen bieten außerdem die Möglichkeit Vergleiche mit pQCD Wirkungsquerschnitt Berechnungen zu ziehen und ihre Übereinstimmungen zu prüfen. Mit der Messung des Verhältnisses neutraler und geladener D Mesonen sind Schlussfolgerungen zum Statistischen Modell möglich. Eine erste Version einer Selektionsstrategie um Elektronen aus Hadronenzerfällen die schwere Quarks enthalten von anderen Elektronen zu trennen wurde ausgearbeitet und eine neuartige Hintergrundsubtraktionsmethode für Elektronen aus Ha- dronenzerfällen die nur leichte Quarks enthalten und zu den Korrelationsverteilungen beitragen, sind ebenfalls präsentiert. Da diese Analyse sehr große Statistik bedarf, ist mit der aktuellen Menge von Ereignissen eine statistisch schlüssige Korrelationsverteilung nicht möglich. Dennoch wurde eine erste Bewertung mit der Faktorisierungsmethode durchgeführt.German
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Divisions: Fachbereich Physik
Date Deposited: 30 Nov 2012 14:40
Last Modified: 07 Dec 2012 12:05
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-31406
License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Referees: Peter, Prof. Dr. Braun-Munzinger and Jochen, Prof. Dr. Wambach
Refereed: 12 July 2011
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3140
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