Thèse Production des Dileptons du Pré-Équilibre dans des Collisions Oxygène-Oxygène avec Lhcb H/F Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Particules, Hadrons, Énergie et Noyau : Instrumentation, Image, Cosmos et Simulation Laboratoire de recherche : Département de physique nucléaire - DRF/IRFU Direction de la thèse : Michael WINN ORCID 0000000222070101 Début de la thèse : 2027-10-01 Date limite de candidature : 2027-05-28T23:59:59 Au grand collisionneur de hadrons (LHC) à Genève, des collisions entre noyaux sont utilisées pour créer un système thermodynamique décrit par la dynamique des fluides sous des conditions extrêmes de température et densité d'énergie. La température du système est suffisamment élevée pour libérer les blocs fondamentaux de la matière à une échelle subnucléonique, les quarks et les gluons. Cet état de la matière est nommé le plasma de quarks et de gluons (PQG). L´évolution dans l´espace-temps des collisions d´ions lourds et légers au LHC est décrite par l´hydrodynamique d´un fluide presque parfait après une phase de pré-équilibre de durée très courte. Néanmoins, des aspects clés des premières phases de ces collisions sont largement inconnus. Ces caractéristiques sont cruciales pour la compréhension de l´applicabilité de l´hydrodynamique ainsi que celle de la thermalisation de la matière en interaction forte. Dans des publications récentes, il a été mis en évidence que la production des dileptons dans la gamme de masse intermédiaire entre 1.5 GeV/c² et 5 GeV/c² est très sensible à l´échelle temporelle de la ´thermalisation´ vers le PQG à l´équilibre. En 2025, le LHC a collisionné pour la première fois des noyaux d'oxygène. Dans ces collisions, les conditions de bruit de fond sont plus favorables à une mesure que dans les collisions de plomb et la sensibilité aux dileptons du prééquilibre est renforcée.
Le but principal de la thèse est la première mesure de la production de dimuons de pré-équilibre au LHC dans des collisions oxygène-oxygène avec l'expérience LHCb. Le mesure sera basée sur des techniques de suppression de bruits de fonds novatrices grâce à la géométrie à l´avant de LHCb. En parallèle, la discrimination entre le signal du prééquilibre et d'autres sources des dileptons, notamment le processus Drell-Yan, sera étudié graçe à des calculs théoriques et des simulations. Dans une deuxième partie, la faisabilité de la mesure sera étudié avec le détecteur LHCb présent et futur. Dépendant du résultat, une mesure dans des collisions d'ions lourds pourrait être envisagée. Il y a eu une première prise de données des collisions Oxygène-Oxygène en 2025. Ce lot de données permet d'étudier un système hydrodynamique très petit. Ce type de collisions ouvre la possibilité d'étudier la thermalisation avec des sondes électromagnétiques et des corrélations des quarks de saveur lourds.
Contraindre le temps de thermalisation dans des collisions d'ions auprès du LHC. analyse de données potentiellement avec des outils de l'intelligence artificielle dépendant du progrès.