O plasma de quarks e glúons é um assunto que vem sendo muito estudado nos últimos anos, devido ao advento dos colisores de partículas modernos e os avanços nas pesquisas relacionadas a estrelas compactas. Assim, nesta tese tivemos como objetivo principal o estudo deste plasma. Para isto, aprimoramos uma equação de estado desenvolvida pelo nosso grupo, na qual foi adicionada a interação com um campo magnético constante. De posse desta nova equação de estado, que é formulada a partir da técnica de aproximação de campo médio, fizemos diversas aplicações. Em particular, no estudo de propagação de ondas lineares e não lineares, com o objetivo de verificar se a causalidade e estabilidade são respeitadas. Resolvemos a equação de Tolman-Oppenheimer-Volkoff para obter o diagrama massa-raio para uma estrela de quarks compacta. Estudamos como é a evolução temporal do Universo primordial resolvendo as equações de Friedmann e a evolução temporal de bolhas do plasma de quarks e glúons no gãs de hádrons (e também de bolhas de gás de hádrons no plasma de quarks e glúons) utilizando a equação de Rayleigh-Plesset relativística. / The quark gluon plama is a subject that has been actively studied in recent years, due to the advent of modern particle colliders and advances in research related to compact stars. Thus, in this thesis we had as main goal the study of this plasma. For this, we improved an equation of state developed by our group, where an interaction with a constant magnetic field was added. With this new equation of state, which is formulated from the mean field approximation technique, we made several applications. As in the study of propagation of linear and non-linear waves, with the goal of verifying whether the causality and stability are respected. We solved the Tolman-Oppenheimer-Volkoff equation to obtain the mass-radius diagram for a compact quark star. We study how the temporal evolution of the primordial Universe by solving Friedmanns equations and the temporal evolution of bubbles of quark gluon plasma in a hadrons gas (and also of bubbles of hadrons gas in a quark gluon plasma) using the relativistic Rayleigh-Plesset equation.

Neste trabalho são reportadas medidas realizadas no detector PHENIX do RHIC sobre J/Psi em colisões p+p e Au+Au a s^(1/2) = 200 GeV na região de rapidez central e Psi\' em colisões p+p nas mesmas condições. As medidas incluem a dependência com o momento transverso da produção de charmônio e o fator de modificação nuclear de J/Psis para vários regimes de centralidade de colisão. / This work reports measurements done by the PHENIX detector at RHIC about J/Psi in p+p and Au+Au collisions at s^(1/2) = 200 GeV in the mid-rapidity range and Psi\' in p+p collisions in the same conditions. The measurements include the transverse momentum dependence of charmonium production and J/Psi nuclear modification factor in different centrality regimes.

O principal objetivo deste trabalho foi obter a produção das partículas estranhas K0, e em colisões entre íons pesados relativísticos para ÖsNN = 62.4 GeV, bem como estudar o comportamento sistemático dessa produção em função da energia. Para isso, utilizamos os dados provenientes da colisão de íons pesados relativísticos obtidos pelo experimento STAR do RHIC. O objetivo deste trabalho também foi o de estudar dois estágios específicos da evolução do fireball formado nessas colisões: os chamados freeze-out químico e térmico. Estes estágios (ou fases) foram estudadas a partir das razões entre diversas partículas e da distribuição de momento transversal das mesmas, comparando os resultados com previsões e ajustes de modelos térmicos, a fim de avaliar possíveis efeitos da formação de um Plasma de Quarks e Gluons (QGP) em equilíbrio térmico sobre os hádrons medidos pelo experimento. O freeze-out químico foi estudado a partir das razões entre abundâncias de partículas produzidas na colisão, que foram comparadas a ajustes de um modelo térmico que trata o fireball como um gás de hádrons em equilíbrio (THERMUS) e aos resultados de um modelo que não assume esse equilíbrio (SHM). Com essa abordagem, verificamos que o modelo THERMUS ajusta bem os dados experimentais para uma ampla faixa de energias de colisão, principalmente para 62.4 GeV. Os parâmetros termodinâmicos obtidos foram estudados em função da energia para verificarmos se há um comportamento suave do sistema ou mudanças abruptas. O estudo indicou que esse comportamento é suave com a energia. Ainda neste estudo do freeze-out químico, comparamos os resultados do modelo THERMUS com os resultados do modelo que considera o não ? equilíbrio químico, o SHM. Nesta comparação, a razão apresentou um comportamento interessante, sugerindo que a energias mais baixas o sistema se comporta conforme a prescrição do modelo SHM, enquanto que o modelo que considera o fireball como um gás de hádrons em equilíbrio, novamente, demonstrou melhor compatibilidade a energias mais altas, reafirmando aqui a indicação de uma possível formação de um sistema termalizado. O freeze-out cinético/térmico foi estudado com os espectros de momento transversal, considerando um modelo fenomenológico inspirado na hidrodinâmica. Os resultados mostram que eventos mais centrais apresentam uma velocidade de expansão maior e uma temperatura menor, condizente com uma fonte que tem um gradiente de pressão maior. Também foi observado que a partícula ? apresenta sempre uma temperatura maior que as outras partículas (p, ?, ?) indicando um desacoplamento anterior dessas partículas em relação às outras. Finalmente, estudamos a utilização do SVT para a reconstrução de V0s, procurando compreender a maneira correta de se utilizar este detector na análise. Os resultados mostram que a utilização desse detector pode levar a uma melhora na eficiência e na pureza durante a reconstrução dessas partículas. / The main goal of this work was to measure the production of the singly strange particles, such as K0, and in Au+Au collisions at ?sNN = 62.4 GeV, inserting these results in a systematic energy scan study. The data were obtained from the STAR detector, one of the RHIC experiments. In addition, we have used the particle production in these collision to study two specific stages of the fireball evolution: the chemical and kinetic freeze-outs. These two stages were studied comparing the ratio between different particles (strange or not) and also the transverse momentum distribution with thermal models fits in order to check possible effects of equilibrated Quark Gluon Plasma (QGP) in the hadron production. The chemical freeze-out was studied comparing the ratios between particles produced in the collision with two different thermal models: one which assumes a equilibrated hadron gas (THERMUS) and another one which assumes a possible non-equilibrated system (SHM). The experimental data were well described by the THERMUS model fit in a great range of energy collisions, mainly at 62.4 GeV. The thermodynamic parameters had been studied as function of the energy in order to verify if it has a smooth or abrupt behavior. The result indicated that this behavior is very smooth with energy. We also compared these results with SHM\'s predictions and, in this comparison, the ratio presented an interesting behavior, suggesting that at low energies the fireball consists of a non-equilibrated system, such as described by SHM model, whereas the model that considers the fireball as a equilibrated hadron gas. The kinetic freeze-out was studied with the transverse momentum spectra using a hydrodynamics inspired model. The results indicate that for the most central events there is a higher expanding velocity and a lower freeze-out temperature. It was also observed that for the particle, the freeze-out temperature is higher than the one for other particles (?, K, p) indicating an earlier decoupling of these particles from the fireball. Finally, we have studied the inclusion for the SVT in the V0 reconstruction analysis, trying to optimize this detector usage in the analysis. The results show that the inclusion of this detector in the analysis can improve the efficiency and purity of the V0 reconstruction in the STAR experiment.

The aim of relativistic heavy-ion collisions is to investigate the properties of the Quark-Gluon Plasma (QGP) phase, that is achieved at high-enough temperatures and/or densities. In this context, light on heavy-ion collisions (e. g. p-Pb) are used to assess Cold Nuclear Matter effects (CNM), while elementary hadronic collisions (e. g. proton-proton) provide tests for QCD (Quantum Chromodynamics) based calculations and baseline for studies with heavy- ions. Heavy quarks, i. e. charm and beauty, are very convenient in the characterization of the QGP. They are produced via initial hard parton-parton scatterings at the early stages of the collision and, therefore, they are a self-generated probe for the system created in the reaction. In this work the angular correlation between electrons from heavy-flavour hadron decays and charged particles was studied in pp (2.76 and 7 TeV) and p-Pb (5.02 TeV) collisions at the CERN Large Hadron Collider, using the ALICE detector. The correlation strengths were evaluated as a function of multiplicity in p-Pb collisions. In pp collisions the relative beauty (and charm) contribution to the total heavy-flavour decay electron yield was estimated using the measured correlation distribution and Monte Carlo templates. / O próposito de colisões entre íons pesados relativísticos é investigar as propriedades do plasma de quarks e gluons (QGP, do inglês Quark-Gluon Plasma). A transição de fase, de um estado hadrônico para o QGP, ocorre em regimes onde a temperatura e/ou densidade atingem um valor suficientemente alto. Neste contexto, colisões entre íons pesados e leves (por exemplo, p-Pb) permitem acessar efeitos devido à matéria nuclear fria (CNM, do inglês Cold Nuclear Matter) e colisões elementares (por exemplo, próton-próton) são usadas como referência para estudos com íons pesados, além de proporcionarem testes para cálculos de QCD perturbativa. Quarks pesados, isto é charm e bottom, são ferramentes muito convenientes no estudo e caracterização do QGP. Essas partículas são produzidas através de espalhamento duro nos instantes iniciais da colisão e, portanto, elas atuam como uma sonda externa para o sistema criado na reação. Esse trabalho consiste no estudo da correlação angular entre elétrons oriundos de quarks pesados e partículas carregadas, em colisões pp (2.76 e 7 TeV) e p-Pb (5.02 TeV), no acelerador LHC (do inglês Large Hadron Collider) do CERN, usando o detector ALICE (do inglês A Large Ion Collider Experiment). A distribuição angular mencionada foi medida em função da multiplicidade do evento, no caso de colisões p-Pb. Em colisões pp, a contribuição relativa de quarks charm e bottom para o total de elétrons provenientes de quarks pesados foi estimada usando a função de correlação obtida.

Au LHC, la collision de particules de très hautes énergies permet d’étudier l’interaction forte. En particulier, lors de la collision de deux noyaux (de plomb pour le LHC), un nouvel état de la matière, appelé Plasma de Quarks Gluons (QGP), est créé. L’étude de ce QGP constitue actuellement un des domaines actif de la recherche en physique. Les sondes dures, telles les quarks lourds ou les photons prompts, sont produit dés les premiers instants des collisions faites au LHC. Cette caractéristique les rend idéales pour l’étude du QGP. Elles vont traverser et interagir avec le milieu créé. En comparant avec un cas sans QGP (collisions proton-proton), il sera possible d’évaluer l’influence du plasma sur ces sondes dures et d’en extraire les propriétés telles la température et la densité. Cette étude nécessite donc d’avoir une bonne connaissance de la production de ces sondes dures dans les collisions proton-proton. Le but de ma thèse est l’implémentation des quarks lourds et des photons prompts dans le générateur d’évènements EPOS (codes informatique simulant les collisions), pour les collisions p-p. Le but final sera d’utiliser ce travail pour l’étude du plasma dans les collisions Pb-Pb / At the LHC, strong interaction is studied by doing collisions of high energy particles. In the case of nucleus-nucleus collision (lead at the LHC), a new state of matter, called Quarks Gluons Plasma (QGP), is created. The study of this QGP is currently a lively research field. Hard probes, like heavy quarks and prompt photons, are produced during early times of collisions done at the LHC. This is why they are ideal probes for the study of the QGP. They will go through and interact with the medium produced by the collision. A comparison with a case without QGP (proton-proton- collision) will allow us to see how hard probes properties are modified by themedium. Then, medium properties like temperature and density can be extracted. This study requires a good understanding of hard probes production in proton-proton collisions. The aim of my thesis is the implementation of heavy quarks and prompt photons in the event generator EPOS (computer code for colliders), for p-p collisions. Our final aim is the study of the QGP in Pb-Pb collisions.

La suppression des Upsilons en collisions d'ions lourdsultrarelativistes est une mesure clé pour la compréhension de l'état dela matière chaude et déconfinée appelé plasma de quarks et de gluons(PQG). Les sections efficaces des états Upsilon Y(nS) sont mesurées encollisions proton-proton et plomb-plomb à une énergie dans le centrede masse de 2.76 TeV par paires de nucléons. Les états individuelssont mesurés via leur canal de désintégration en deux muons, enutilisant le détecteur CMS au CERN. Les sections efficaces mesuréesen pp et PbPb sont comparées grâce au facteur de modification nucléaire, R_{AA}. Cette observable estcalculée pour l'Upsilon(1S) et l'Upsilon(2S) dans plusieursintervalles d'impulsion transverse, de rapidité et de centralité de lacollision. Une limite supérieure sur la production de l'Upsilon(3S)est estimée. Ces mesures montrent une suppression claire etordonnée, en accord avec l'hypothèse de fonte séquentielle desquarkonia dans le PQG. La suppression mesurée pour l'Upsilon(1S) etl'Upsilon(2S) apparaît indépendante de l'impulsion transverse et de larapidité. Des comparaisons avec les modèles phénoménologiquesdisponibles sont présentées, ne reproduisant pas totalement toutes lesobservations. Cette mesure apporte ainsi de nouvelles contraintessur la modélisation du déconfinement des quarks lourds. / Measurements of Upsilon suppression in ultrarelativistic heavy ioncollisions are key to understanding the hot and deconfined phase ofmatter called Quark-Gluon Plasma (QGP). The cross section of Upsilonstates Y(nS) are measured in proton-proton collisions and in lead-leadcollisions at the centre-of-mass energy of 2.76 TeV per nucleonpair. Individual states are measured through their dimuon decaychannel using the Compact Muon Solenoid (CMS) at CERN. The crosssections measured in pp and PbPb are compared thanks to the nuclearmodification factor, R_{AA}. This observable is computed forUpsilon(1S) and Upsilon(2S) in several bins of transverse momentum,rapidity and centrality of the collision. An upper limit on theproduction of Upsilon(3S) in PbPb is estimated. These measurementsexhibit a clear and ordered suppression pattern, consistent with thehypothesis of sequential melting of quarkonia in the QGP. The measuredUpsilon(1S) and Upsilon(2S) suppressions are observed to beindependent of transverse momentum and rapidity. Comparisons withavailable phenomenological models are presented, however fail toreproduce the full set of observations. This novel measurement thusprovides new constraints on the modeling of heavy quark deconfinement.

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