(Anti)deuteron production in and out of jets in p–Pb collisions at sqrt(sNN) = 5.02 TeV with the ALICE detector at the LHC [Produzione di (anti)deuteroni dentro e fuori dai jet in collisioni p-Pb a sqrt(sNN) = 5.02 TeV con il detector ALICE a LHC]

Le collisioni tra ioni pesanti ad energie ultra relativistiche sono uno degli strumenti fondamentali per esplorare le condizioni estreme della materia nucleare. Infatti, in queste collisioni, è creato uno stato deconfinato di quark e gluoni, il Quark-Gluon Plasma (QGP). Questo stato della materia è importante non solo in fisica nucleare, ma anche in astrofisica. Infatti, si ritiene che in nostro universo fosse in questo stato della materia qualche microsecondo dopo il Big Bang, ed inoltre il QGP è un candidato per spiegare la composizione del core delle stelle di neutroni e di altri oggetti astrofisici compatti. Nelle collisioni tra ioni pesanti sono prodotte un numero elevato di particelle: da adroni (tra cui quelli prodotti in numero maggiore sono i pioni, i kaoni, e i protoni) a oggetti composti come nuclei leggeri (nuclei di deuterio, trizio, elio-3, ed elio-4) e ipernuclei, insieme alle relative antiparticelle. Il tasso di produzione per i deuteroni al Large Hadron Collider (LHC) del CERN è di circa uno per ogni migliaio di eventi in collisioni p-Pb, mentre per i nuclei di elio-3 tale tasso è inferiore, uno ogni milione di eventi. Dunque, lo studio della produzione di (anti)nuclei leggeri è molto impegnativo. Inoltre, il meccanismo di produzione degli (anti)nuclei leggeri, nonostante l'abbondanza dei risultati sperimentali, è ancora un argomento altamente dibattuto nella comunità scientifica. Infatti, se si considera la scala di energia relativa al processo di adronizzazione, Lambda_QCD = 200 GeV, l'approccio perturbativo della QCD non può essere applicato. Per questa ragione, la produzione di (anti)nuclei leggeri è descritta con l'uso di modelli fenomenologici. Nello specifico, è possibile individuare due differenti classi di modelli: il modello termico statistico e la coalescenza di barioni. Considerando i risultati sperimentali attuali, entrambi i modelli riproducono qualitativamente i dati, anche se sono presenti alcune tensioni in risultati selezionati. Nello specifico, mentre per la produzione di deuteroni i modelli non hanno abbastanza potere discriminatorio, per i nuclei di elio-3 i dati non hanno sufficiente precisione. Allora, per poter discriminare tra i due modelli, è necessario indagare nuovi osservabili sperimentali. Un approccio innovativo è quello di studiare la produzione di (anti)nuclei leggeri dentro e fuori i jet di particelle. Infatti, come predetto dal modello di coalescenza, è prevista una produzione aumentata di nuclei nei jet, dovuta alla prossimità dei nucleoni nello spazio delle fasi. La produzione di nuclei dentro i jet è stata studiata in collisioni pp dall'esperimento ALICE al CERN. Infatti, anche se il rivelatore è specificatamente progettato per studiare e caratterizzare il QGP, grazie alle sue ottime capacità di identificazione delle particelle è possibile studiare la produzione di (anti)nuclei leggeri. Nello specifico, nuclei di deuterio, trizio, elio-3, elio-4, e le loro rispettive antiparticelle sono stati identificati in collisioni pp, p-Pb, Xe-Xe e Pb-Pb a differenti energie, utilizzando le informazioni dei rivelatori quali il tracciatore interno (Inner Tracking System, ITS), la camera a proiezione temporale (Time Projection Chamber, TPC) e rivelatori a tempo di volo (Time-Of-Fligt, TOF). In questo lavoro è presentata la produzione di (anti)deuteroni ed antiprotoni dentro e fuori dai jet in collisioni p-Pb ad un energia di 5.02 TeV nel centro di massa. Con le distribuzioni di impulso trasverso ottenute, è valutato il parametro di coalescenza dentro e fuori dal jet, valore correlato alla probabilità di formazione del deuterone tramite il processo di coalescenza. I risultati sperimentali mostrano un aumento del parametro di coalescenza per il deuterone dentro il jet, come predetto dal modello di coalescenza. I dati sperimentali sono inoltre confrontati con la stessa quantità misurata in collisioni pp e con le previsioni teoriche del modello di coalescenza. I risultati sono inoltre discussi in relazione alle conoscenze teoriche attuali. Per poter comprendere al meglio i risultati sperimentali, è inoltre calcolato il rapporto deuterone-su-protone dentro e fuori dai jet in collisioni pp e p-Pb, e i risultati ottenuti risultano essere in accordo con le aspettative del modello di coalescenza. I risultati presentati in questo lavoro contribuiscono ad una migliore comprensione della produzione degli (anti)nuclei leggeri. Questa informazione non solo è cruciale nell'ambito della QCD, per poter comprendere come vengono formati questi oggetti, ma anche nel campo astrofisico. Infatti, queste misure possono essere utilizzate come input per studi sulla ricerca indiretta di materia oscura tramite la misura di (anti)nuclei nello spazio, portata avanti da esperimenti come AMS-02 e GAPS.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2025

Author dc:creator

• RASA', MARIKA

Contributors dc:contributor

• LA ROCCA, PAOLA

• hadronic physic
• Quark-Gluon Plasma
• Hadronic collisions at ultrarelativistc energie
• Experimental Physic
• Light (anti)nuclei production
• ALICE experiment at LHC
• fisica adronica
• plasma di quark e gluoni
• collisioni adroniche ad energie ultrarelativistiche
• fisica sperimentale
• produzione di (anti)nuclei leggeri
• esperimento ALICE a LHC

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/690990

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/690990