Studio della produzione di J/Ψ in collisioni Pb-Pb a (s_NN )=5.02 TeV all'esperimento ALICE​

In collisioni di ioni pesanti ultrarelativistici si può creare, in laboratorio, uno stato della materia in cui i quarks e i gluoni sono deconfinati. Alcune proprietà di questo stato, noto come quark gluon plasma (QGP), si possono dedurre dallo studio del quarkonio, stato legato di quark e antiquark, la cui produzione è modificata in caso di formazione di QGP. In particolare, i modelli teorici indicano che la produzione di quarkonio è soppressa perché la presenza di QGP scherma l'interazione tra i quarks. Al tempo stesso, l'alta densità di quarks deconfinati nel plasma, può anche favorire la produzione di quarkonio attraverso meccanismi di ricombinazione. Gli effetti del QGP sul quarkonio vengono quantificati mediante il fattore di modifica nucleare RAA, legato al rapporto tra la produzione di quarkonio in collisioni nucleo-nucleo e la sua produzione in collisioni protone-protone, in cui non si forma il suddetto stato deconfinato di quarks e gluoni. L'esperimento ALICE studia la produzione di quarkonio, e in particolare della J/Ψ, uno stato legato charm anticharm, nel decadimento in una coppia di muoni di segno opposto utilizzando uno spettrometro per muoni. In questa tesi, la produzione di J/Ψ è stata studiata in collisioni Pb-Pb a (s_NN )=5.02 TeV, analizzando l'ultima presa dati, ad alta statistica, effettuata dall'esperimento ALICE nel 2018. Il fattore di modifica nucleare RAA è stato calcolato sia in funzione della centralità degli urti, sia in funzione del momento trasverso della J/Ψ. I risultati ottenuti mostrano una significativa riduzione della produzione di J/Ψ rispetto alle collisioni protone-protone, in particolare ad alto momento trasverso e per collisioni semi-centrali e centrali. Dal confronto dei fattori di modifica nucleare ottenuti a energie diverse si possono inoltre distinguere i contributi di soppressione e rigenerazione: ne emerge che, mentre il primo è preponderante a energie più basse, il secondo diventa più significativo ad alte energie, dove l'abbondanza di quarks c e c ̅ è maggiore.​