The Quark Gluon Plasma (QGP) is a form of matter in which quarks and gluons are deconfined, and was suggested to be formed in high-energy heavy-ion collisions. Since the discovery of high-pT hadron suppression in central Au+Au collisions at the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), and the related discovery of the quenching of the away-side jet in these collisions, the role of jets as key probes of the QGP was re-affirmed. The Solenoidal Tracker At RHIC (STAR) detector system, which is suited for jet studies because of its large solid-angle coverage, has produced a number of interesting jet measurements in recent years, including gamma-jet measurements, attempts at full heavy-ion jet reconstruction, and two-dimensional correlations. A long-range correlation in pseudorapidity (the ?Ridge?) was studied (with statistical significance) out to pT^trig. <? 7 GeV /c and was assumed to have an integrated yield independent of pT^trig. Further studies out to higher pT were limited by the minimum biased statistics taken in Run 4 (2004) with STAR. This work presents results of a ridge analysis with (non-reconstructed) pi0s and direct-gamma-rich triggers out to ?13.5 GeV /c in pT^trig. Using triggered data from Run 7 (2007) and Run 10 (2010) Au+Au collisions detected with STAR. Preliminary results seem to indicate that the ridge yield decreases with pT^trig., and that the ridge yield for direct-?-rich triggers is consistent with zero.

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Neste trabalho usamos um modelo hidrodinâmico com condições iniciais flutuantes evento a evento para estudar alguns observáveis em colisões de íons pesados relativísticos. Mostramos que a introdução de flutuações, caracterizadas por tubos longitudinais de alta densidade de energia, torna o cálculo dos observáveis mais próximo dos dados, em comparação à abordagem tradicional, na qual as condições iniciais são parametrizadas através de funções suaves e simétricas. No caso da distribuição de partículas em função do momento transversal, observamos um aumento do número de partículas na região onde p_t>2.0GeV, como consequência da expansão rápida dos tubos de alta densidade de energia, principalmente os tubos próximos à superfície da matéria, que chamamos de tubos periféricos. No caso de v_2 em função do momento transversal, observamos uma redução do fluxo elíptico na mesma região, devido à expansão isotrópica dos tubos periféricos. No caso de v_2 em função da pseudo-rapidez, observamos, com o uso das condições iniciais flutuantes, uma curva com um perfil triangular muito próximo dos dados. No caso da função de correlação de duas partículas, observamos que os tubos periféricos dão origem às chamadas estruturas de Ridge. Estas estruturas representam correlações de longo alcance, na direção longitudinal, entre as partículas trigger e as partículas associadas. Obtivemos uma função de correlação com três Ridges, respectivamente, nas posições: \\Delta\\phi=0, \\Delta\\phi=2 e \\Delta\\phi=-2. Mostramos, também, que o modelo reproduz o chamado efeito in-plane/out-of-plane, que está relacionado com a dependência da função de correlação de duas partículas em relação ao ângulo azimutal do momento da partícula trigger. De modo geral, observamos que, com o ajuste correto dos parâmetros do modelo, como por exemplo, a distribuição de densidade de energia inicial média e a temperatura de desacoplamento, todos os observáveis discutidos nesta tese apresentam um razoável acordo com os dados. / In this work we apply a hydrodynamic model with fluctuating initial conditions in a event by event basis to study some observables in relativistic heavy ion collisions. We show that the introduction of fluctuations, characterized by longitudinal high energy density tubes, turn the computation of the observables closer to data, in comparison to the traditional approach, in which the initial conditions are parametrized by using smooth and symmetrical functions. In the case of the transverse momentum distribution, we observe an enhancement of the number of particles in the region where p_t>2.0GeV, as a consequence of the fast expansion of the high energy density tubes, mainly the tubes that are close to the surface of the matter, called peripheral tubes. In the case of v_2 as a function of the transverse momentum, we observe a reduction of the elliptic flow at the same region, due to the isotropic expansion of the peripheral tubes. In the case of v_2 as a function of the pseudorapidity, we observe, by using the fluctuating initial conditions, a curve with a triangular shape very close to data. In the case of the two particle correlation function, we observed that the peripheral tubes give rise to the Ridge structures. These structures represent a long range correlation, in the longitudinal direction, between the trigger particles and the associated particles. We got a two particle correlation function with three Ridges, respectively, at the positions: \\Delta\\phi=0, \\Delta\\phi=2 and \\Delta\\phi=-2. In addition, we show that the model reproduces the in-plane/out-of-plane effect, which is related with the two particle correlation function dependence on the azimuthal angle of the momentum of the trigger particle. Generally, we observed that, with the proper adjustment of the parameters of the model, as, for example, the average initial energy density and the freeze-out temperature, all observables discussed in this thesis show a reasonable agreement with data.

Neste trabalho usamos um modelo hidrodinâmico com condições iniciais flutuantes evento a evento para estudar alguns observáveis em colisões de íons pesados relativísticos. Mostramos que a introdução de flutuações, caracterizadas por tubos longitudinais de alta densidade de energia, torna o cálculo dos observáveis mais próximo dos dados, em comparação à abordagem tradicional, na qual as condições iniciais são parametrizadas através de funções suaves e simétricas. No caso da distribuição de partículas em função do momento transversal, observamos um aumento do número de partículas na região onde p_t>2.0GeV, como consequência da expansão rápida dos tubos de alta densidade de energia, principalmente os tubos próximos à superfície da matéria, que chamamos de tubos periféricos. No caso de v_2 em função do momento transversal, observamos uma redução do fluxo elíptico na mesma região, devido à expansão isotrópica dos tubos periféricos. No caso de v_2 em função da pseudo-rapidez, observamos, com o uso das condições iniciais flutuantes, uma curva com um perfil triangular muito próximo dos dados. No caso da função de correlação de duas partículas, observamos que os tubos periféricos dão origem às chamadas estruturas de Ridge. Estas estruturas representam correlações de longo alcance, na direção longitudinal, entre as partículas trigger e as partículas associadas. Obtivemos uma função de correlação com três Ridges, respectivamente, nas posições: \\Delta\\phi=0, \\Delta\\phi=2 e \\Delta\\phi=-2. Mostramos, também, que o modelo reproduz o chamado efeito in-plane/out-of-plane, que está relacionado com a dependência da função de correlação de duas partículas em relação ao ângulo azimutal do momento da partícula trigger. De modo geral, observamos que, com o ajuste correto dos parâmetros do modelo, como por exemplo, a distribuição de densidade de energia inicial média e a temperatura de desacoplamento, todos os observáveis discutidos nesta tese apresentam um razoável acordo com os dados. / In this work we apply a hydrodynamic model with fluctuating initial conditions in a event by event basis to study some observables in relativistic heavy ion collisions. We show that the introduction of fluctuations, characterized by longitudinal high energy density tubes, turn the computation of the observables closer to data, in comparison to the traditional approach, in which the initial conditions are parametrized by using smooth and symmetrical functions. In the case of the transverse momentum distribution, we observe an enhancement of the number of particles in the region where p_t>2.0GeV, as a consequence of the fast expansion of the high energy density tubes, mainly the tubes that are close to the surface of the matter, called peripheral tubes. In the case of v_2 as a function of the transverse momentum, we observe a reduction of the elliptic flow at the same region, due to the isotropic expansion of the peripheral tubes. In the case of v_2 as a function of the pseudorapidity, we observe, by using the fluctuating initial conditions, a curve with a triangular shape very close to data. In the case of the two particle correlation function, we observed that the peripheral tubes give rise to the Ridge structures. These structures represent a long range correlation, in the longitudinal direction, between the trigger particles and the associated particles. We got a two particle correlation function with three Ridges, respectively, at the positions: \\Delta\\phi=0, \\Delta\\phi=2 and \\Delta\\phi=-2. In addition, we show that the model reproduces the in-plane/out-of-plane effect, which is related with the two particle correlation function dependence on the azimuthal angle of the momentum of the trigger particle. Generally, we observed that, with the proper adjustment of the parameters of the model, as, for example, the average initial energy density and the freeze-out temperature, all observables discussed in this thesis show a reasonable agreement with data.

Submitted by Wagner Maciel Castilho (castilho.w@gmail.com) on 2017-12-05T10:53:57Z No. of bitstreams: 1 TeseWagner.pdf: 4189219 bytes, checksum: dbc77f46b31b8872c5aafe68d8a5b7d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2017-12-05T12:38:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 catilho_wm_dr_guara.pdf: 4189219 bytes, checksum: dbc77f46b31b8872c5aafe68d8a5b7d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-05T12:38:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 catilho_wm_dr_guara.pdf: 4189219 bytes, checksum: dbc77f46b31b8872c5aafe68d8a5b7d0 (MD5) Previous issue date: 2017-11-10 / Os fenômenos físicos envolvidos em colisões relativísticas de íons pesados foram estudados utilizando o código hidrodinâmico NeXSPheRIO, com condições iniciais flutuantes evento a evento, caracterizado por tubos de fluxo longitudinais de altas energias. Foram realizadas análises para o espectro de hádrons em função dos momentos transversais pelos cálculos das distribuições de partículas em sete janelas de centralidade de colisão, de acordo com dados publicados pela Colaboração STAR. A coletividade da matéria nuclear formada durante as colisões foi investigada em termos de correlações azimutais entre hádrons. Verificou-se que as estruturas da correlação dependem do momento transversal e da centralidade. Tais estruturas são atribuídas à interação entre um fundo dependente da centralidade e as flutuações de evento a evento na multiplicidade. Como resultado, as correlações observadas são apresentadas por um duplo pico na região do away-side que mudam continuamente para um pico único sob certas circunstâncias. Em termos do modelo do tubo periférico, o fundo é dominado pelo fluxo elíptico que aumenta com a descentralização. Pelos cálculos numéricos, a anisotropia do sistema é estudada quanto aos coeficientes de fluxo harmônico até a quarta ordem, de acordo com os dados da colaboração PHENIX. A anisotropia do fundo contribui para as correlações entre hádrons e pôde ser avaliada pelo método ZYAM. Após sua subtração na produção do sinal de correlação próprio, a estrutura de correlação resultante é uma função da centralidade, plano de evento e do momento transverso de acordo com os dados das colaborações PHENIX e STAR. Mostrou-se que a estrutura do duplo pico no away-side muda continuamente para um pico único com a redução na centralidade. Além disso, em relação à dependência do plano de eventos, a estrutura de duplo pico no away-side evolui para um pico único à medida que o ângulo azimutal das partículas gatilho se move do plano para o da direção fora do plano de eventos. Também foi mostrado que a estrutura resultante do away-side pode ser sensível ao esquema detalhado pelo método ZYAM, particularmente, a subtração do terceiro coeficiente harmônico. Por último, mas não menos importante, a magnitude da correlação diminuiu com o aumento do momento transversal das partículas associadas. Nossas análises apresentaram um acordo razoável com os dados experimentais publicados pela colaboração PHENIX e STAR do RHIC / The physical phenomena involved in relativistic heavy-ion collisions were studied using a hydrodynamic code, NeXSPheRIO, with event-by-event fluctuating initial conditions featured by high-energy longitudinal flux tubes. Analyses were carried out for hadron spectrum as a function of the transverse momentum by the calculations of particle distributions in seven collision centrality windows, according to the data published by the STAR Collaboration. Also, the collectivity of the nuclear matter formed during the collisions was investigated in terms of dihadron azimuthal correlations. The correlation structures were found to be dependent on the transverse momentum and centrality. They are attributed to the interplay between the centrality dependent background and the eventby-event multiplicity fluctuations. As a result, the observed correlations are featured by a double-peak in the away-side region that continuously change to a single peak under certain circumstances. In terms of the peripheral tube model, the background is dominated by the elliptic flow which increases with decreasing centrality. By numerical calculations, the anisotropy of the system is studied regarding the harmonic flow coefficients up to fourth order, in accordance with the existing RHIC data. The background anisotropy contributes to the dihadron correlations, and can be evaluated by the ZYAM method. After it is subtracted from the proper correlation yields, the resultant correlation structure is a function of centrality, event plane and transverse moment, in accordance with the data from the PHENIX and STAR Collaborations. It was shown that the double-peak structure in the away-side continually changes to a single peak as centrality decreases. In addition, concerning the event plane dependence, the double-peak structure in the away-side evolves into a single peak as the azimuthal angle of the trigger particles moves from the in-plane to the out-of-plane direction. It was also shown that the resultant away-side structure can be sensitive to the detailed schemes of the ZYAM method, particularly, to the subtraction of the third harmonic coefficient. Last but not least, the magnitude of the correlation was found to decrease with increasing transverse moment of the associated particles. Our analyses manifestly presented a reasonable agreement with the experimental data published by the PHENIX and STAR Collaborations

Les théories de réaction nucléaire décrivant la synthèse des noyaux superlourds ne sont pas fermement établies. Bien qu'un consensus existe sur les caractéristiques qualitatives de la fusion-évaporation, les prédictions quantitatives des modèles disponibles sont encore insatisfaisantes. La section efficace de production est le produit de la section efficace de capture, de la probabilité de formation et de la probabilité de survie. Des études antérieures ont établi que la partie dominante des divergences restantes provenait de notre incapacité à contraindre correctement la probabilité de formation. L'objectif principal de cette thèse est de contraindre théoriquement cette quantité. Celui-ci a été atteint en examinant les incertitudes associées à la section efficace de capture ainsi qu'à la probabilité de survie par le biais de l'analyse de régression. La barrière de fission étant le facteur le plus influent dans les calculs de probabilité de survie, on supposera qu'elle est la seule source de ses incertitudes. Et puisque la différence entre les masses du fondamental et du point-selle définit la barrière de fission, nous avons commencé par étudier les incertitudes d'un modèle de type goutte liquide afin d'obtenir les incertitudes sur les masses. Sur la base de cette analyse, nous avons affiné une méthode permettant de contraindre les énergies de correction de couches. Afin de déterminer les incertitudes sur les barrières de fission, un modèle microscopique-macroscopique simplifié a été utilisé. Les incertitudes sur la phase de capture ont été obtenues à l'aide d'un modèle basé sur une paramétrisation de la distribution de barrières. Les contraintes portant sur la probabilité de formation ont été ensuite déduites à partir de la propagation des incertitudes sur la section efficace de capture et sur la barrière de fission. Par ailleurs, les effets de l'inertie sur la probabilité de formation ont été étudiés en utilisant la théorie des perturbations et un nouveau mécanisme réduisant l'entrave à la fusion a été décrit comme un décalage de la condition initiale dans l'approximation de Smoluchowski. Enfin, sur la base de cette approche, une explication de la dépendance en énergie du point d'injection phénoménologique a été obtenue. / The nuclear reaction theories describing the synthesis of superheavy nuclei are not firmly established. Although, the basic qualitative features of fusion-evaporation have reached a consensus, the quantitative predictions of the available models are still unsatisfactory. The production cross-section is the product of the capture cross-section, the formation probability and survival probability. Previous studies have shown that the dominating part of the remaining discrepancies came from our inability to properly constrain the formation probability. The main goal of this thesis is to theoretically constrain this quantity. This is achieved by examining the uncertainties in the capture cross-section and the survival probability using regression analysis. The fission barrier being the most influential factor in survival probability calculations, it is assumed to be the only source of uncertainties. Since the fission barrier is the difference between the ground-state and saddle-point masses, we started investigating the uncertainties in the liquid drop model. Based on this analysis we have refined a method to constrain the shell correction energies. To determine the uncertainties in the fission barriers, a simplified phenomenological macroscopic-microscopic model was used. The uncertainties in the capture step were determined using a model based on a parametrization of the barrier distribution. From the propagation of the uncertainties in the capture cross-section and fission barrier, the constraints on the formation probability were determined. Separately, the effects of inertia on the formation probability were investigated using perturbation theory and a new mechanism reducing fusion hindrance was described as a shift in the initial condition within the Smoluchowski approximation. Additionally, based on this approach, an explanation for the phenomenological energy dependent parametrization of the injection point was found.