ALICE'de 7 TeV'lik pp çarpışmalarında K0s , ?0 ve anti-?0, ?++(1232) ve ?--(1232) oluşumlarının incelenmesi
Study of K0s , ?0 and anti-?0, ?++(1232) and ?--(1232) productions in pp collisions at 7 TeV with the ALICE
Yazar: AYBEN KARASU UYSAL
Danışman: PROF. DR. JEAN-PİERRE CHARLES REVOL ; PROF. DR. METİN SUBAŞI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, LHC, bugün için nükleon başına 7 TeV kütle merkezi enerjili proton demetlerini çarpıştırabilecek yetenektedir. LHC'deki deneylerden birisi olan ALICE deneyi maddenin ayrık kuark ve gluonlardan oluşan durumu olan kuark gluon plazmasının özelliklerini inceleyebilmek için özel olarak tasarlanmıştır.Acayip parçacık oluşumundaki artma kuark gluon plazmasının varoluş belirtilerinden birisidir. Dolayısıyla, yüksüz acayip parçacıklar olan kısa yarı ömürlü kaon , lambda ve anti-lambda parçacıklarının 7 TeV kütle merkezi enerjili pp çarpışmalarında ölçüm ve analizi, LHC'de süregelen ağır iyon çarpışmalarının karşılaştırılabileceği önemli bir referans olacaktır.Hadronik rezonanslar da kuark ve gluonların oluşturduğu ayrık faza geçişin önemli belirtilerinden birisidir. Kısa yarı ömürlü olmalarından dolayı bu rezonanslar, kuark-gluon plazma fazı ile bu fazı takip eden hadronizasyon safhası arasındaki geçiş mekanizmasının araştırılmasında önemlidirler. ?++ (ve buna karşılık gelen anti parçacık olan ?--) baryonu, 5.58 ± 0.09 × 10?24 s olan çok kısa yarı ömür değerinden dolayı özel bir önem arz eder. Bu baryonun hadronizasyondan daha önce bozunması, yeniden saçılması ve yeniden üretilmesi söz konusudur. Yüksek yoğunluk ve sıcaklıktan kaynaklanan çeşitli ortam etkileri ?++ rezonansının kütle, rezonans genişliği ve bolluk gibi karakteristik özelliklerini etkiler. Bu özelliklerin parçacık transverse momentumuna bağlı olarak ölçülmesi çarpışmada yaratılan ortam dinamiğinin anlaşılmasına olanak sağlar.Bu çalışmanın temel amacı parçacık bolluklarının bulunmasında kullanılan düzeltilmiş transverse momentum dağılımının yukarıda sözü edilen her bir parçacık türü için ayrı ayrı elde edilmesidir.Bu tez çalışmasında 2010 yılında 7 TeV kütle merkezi enerjili pp çarpışmaları sonucu ALICE dedektörü tarafından toplanan yaklaşık 100M veri analiz edilmiştir. Yüksüz acayip parçacıklar olan kısa yarı ömürlü kaon, lambda ve anti-lambda parçacıklarının oluşumu TPC dedektörü ile herhangi bir parçacık tanımlama bilgisi kullanılmadan, sadece bozunma kinematiği yardımıyla incelenmiştir. Bunlara ek olarak yine s kuark içeren xi ve omega parçacıklarının bozunum ürünü olan lambda parçacıklarının, çarpışma sonrası üretilen lambda parçacıklarına etkisi de incelenmiş ve bir düzeltme çarpanı bulunmuştur.Ayrıca, üç u kuarktan oluşan +2 yüklü delta ile onun anti parçacığı olan -2 yüklü delta parçacıklarının oluşumları multiplisiteye bağlı olarak TPC ve TOF dedektörlerindeki parçacık tanımlamasına dayanan iki farklı yöntemle incelenmiştir.Parçacık momentum dağılımlarının yüksek istatistikle elde edilmesi, sonuçların PYTHIA ve PHOJET gibi modellerle karşılaştırılmasına olanak sağlamıştır. Bu modellerin deneysel veriyle uyum içinde olmadığı belirlenmiştir.

Abstract:
The Large Hadron Collider LHC is capable of colliding protons and at a center of mass energy of 7 TeV/nucleon. ALICE experiment at CERN was speci ? cally designed to search for signatures of the Quark Gluon Plasma (QGP), a state of decon ? ned quark and gluon matter.The enhancement of strange particles has been predicted as one of the signatures of QGP formation. In this thesis we present an analysis of the neutral strange particles short life kaon, lambda and anti-lambda in pp collision at ?s =7 TeV performed at the ALICE experiment. This measurement establishes an important baseline to which heavy ion experiments can be compared to.Hadronic resonances can be used as signatures of a possible phase transition of nuclear matter to a decon ? ned state of quarks and gluons. Such hadronic resonances, due to their short lifetimes, can be used to investigate the freeze-out mechanisms following the hadronization. ?++ baryon is of particular interest due to its very short lifetime. With the 5.58 ± 0.09 × 10?24 s, the lifetime of ?++ is expected to be less than the lifetime of the system formed. Therefore, the ?++ is expected to decay, re-scatter and regenerate all the way throughout the kinetic freeze-out. Various in-medium effects, due to the high density and the high temperature of the medium, are expected to modify the characteristic properties of ?++ resonance. Measurement of these properties such as mass, width, yield as a function of the transverse momentum can provide insight for understanding the dynamics of the medium created in the collision.The present thesis describes the procedures required to obtain the corrected transverse momentum distributions for each particle species, which in turn can be used to obtain an average yield per event.This study is based on the data of the ALICE detector at LHC from the proton run at a center of mass energy of 7 TeV during the year 2010. Production of neutral strange particles short-lived kaon, lambda and anti-lambda analyzed with the TPC detector with using only decay kinematics of these particles and without any particle identification information. The measured lambda yield includes secondary lambda particles coming from weak decays of heavier hyperons, i.e. xi and omega . In order to disentangle the primary lambda production from the secondary an estimation of this contribution, a correction factor has been calculated.In addition, production of +2 charged delta and its anti-particle -2 charged delta particles studied with multiplicity dependent and with two different methods which based on TPC and TOF particle identification.High statistics measurement of strange particle transverse momentum spectra allows to compare obtained results with the phenomenological models (PYTHIA, PHOJET). Those models are not in good agreement with the experimental data.