Neste trabalho, obteve-se a medida da seção de choque de produção de J/ com pT > 5 GeV/c em rapidez central (|y| < 0, 7), valendo-se de eventos selecionados pelo trigger do calorímetro eletromagnético (EMCal) do experimento ALICE-LHC, em colisões prótonpróton com s = 7 TeV. Essa medida é importante pela possibilidade de se estudar modelos de produção de estados de heavy-quarkonium, além de servir como referência para o estudo da produção de J/ em colisões Pb-Pb, nas quais forma-se o Plasma de Quarks e Glúons (QGP Quark Gluon Plasma). Essa medida foi separada em 4 intervalos de pT , obtendo-se assim um espectro de pT do J/ para pT > 5 GeV/c. Os valores obtidos da seção de choque diferencial (d2/dpT dy) foram: 0.42 ± 0,11(est.) ± 0,13(sis.) b GeV/c para pT entre 5 e 7 GeV/c, 0,18 ± 0,03(est.) ± 0,04(sis.) b GeV/c para pT entre 7 e 9 GeV/c, 0,041 ± 0,008(est.) ± 0,008(sis.) b GeV/c para pT entre 9 e 11 GeV/c e 0,014 ± 0,003(est.) ± 0,005(sis.) b GeV/c para pT entre 11 e 14 GeV/c. Esses valores são compatíveis com cálculos da QCD não relativística (NRQCD) e com o modelo de evaporação de cor (CEM). Além disso, na região de intersecção de pT , os resultados são compatíveis com aqueles obtidos pelo experimento ALICE (para baixo momento) e com as medidas obtidas pelo experimento ATLAS (para pT > 6 GeV/c). Além disso, por intermédio da reconstrução do vértice de decaimento do J/, foi possível estimar a fração de J/s que vieram de decaimentos de mésons B (fB). Os valores obtidos foram: fB = 0,267 ± 0,114 (hpT i = 7,15 GeV/c), fB = 0,338 ± 0,116 (hpT i = 10,7 GeV/c), fB = 0,271 ± 0,087 (hpT i = 8,5 GeV/c), que são compatíveis, dentro das incertezas experimentais, com valores obtidos no experimento ATLAS. Um último estudo realizado foi a viabilidade de medida de J/ com valor de pT > 6 GeV/c em colisões Pb-Pb. Para isso, valendo-se do sistema de trigger de L1 do EMCal, foram obtidos 93 ± 16 J/ reconstruídos em uma região de centralidade de 20-60%. / This work presents the measurement of the J/ production with pT > 5 GeV/c at midrapidity (|y| < 0.7) with the ALICE experiment in 7 TeV proton-proton collisions, using the electromagnetic calorimeter (EMCal) triggered events. This measurement is very important due to the possibility of studying models that predict the heavy quarkonium production, and it also provides baseline results to be compared with the J/ production in PbPb, where the Quark Gluon Plasma (QGP) is formed. This measurement was separated into 4 pT bins in order to reproduce a J/ pT spectrum. The differential cross section (d2/dpT dy) results achieved were: 0.42 ± 0.11(est.) ± 0.13(sys.) b GeV/c for pT between 5 and 7 GeV/c, 0.18 ± 0.03(est.) ± 0.04(sys.) b GeV/c for pT between 7 and 9 GeV/c, 0.041 ± 0.008(est.) ± 0.008(sys.) b GeV/c for pT 9 and 11 GeV/c and 0,014 ± 0,003(est.) ± 0,005(sis.) b GeV/c for pT between 11 and 14 GeV/c. These values are compatible with Non-Relativistic (NRQCD) and Color Evaporation model (CEM) predictions. Besides, they are also compatible with results from ALICE (low pT ) and with ATLAS results (for pT > 6 GeV/c). This work also shows the measurement of the fraction of non-prompt J/ (fB). The results were: fB = 0,267 ± 0,114 (hpT i = 7,15 GeV/c), fB = 0,338 ± 0,116 (hpT i = 10,7 GeV/c), fB = 0,271 ± 0,087 (hpT i = 8,5 GeV/c), which are compatible with ATLAS results. The last study made in this work was the feasility of the measurement of J/ in Pb-Pb collisions for pT > 6 GeV/c, using the EMCal L1 Gamma trigger. Considering events from the centrality region 20-60%, 93 ± 16 J/s were reconstructed.

Neste trabalho, obteve-se a medida da seção de choque de produção de J/ com pT > 5 GeV/c em rapidez central (|y| < 0, 7), valendo-se de eventos selecionados pelo trigger do calorímetro eletromagnético (EMCal) do experimento ALICE-LHC, em colisões prótonpróton com s = 7 TeV. Essa medida é importante pela possibilidade de se estudar modelos de produção de estados de heavy-quarkonium, além de servir como referência para o estudo da produção de J/ em colisões Pb-Pb, nas quais forma-se o Plasma de Quarks e Glúons (QGP Quark Gluon Plasma). Essa medida foi separada em 4 intervalos de pT , obtendo-se assim um espectro de pT do J/ para pT > 5 GeV/c. Os valores obtidos da seção de choque diferencial (d2/dpT dy) foram: 0.42 ± 0,11(est.) ± 0,13(sis.) b GeV/c para pT entre 5 e 7 GeV/c, 0,18 ± 0,03(est.) ± 0,04(sis.) b GeV/c para pT entre 7 e 9 GeV/c, 0,041 ± 0,008(est.) ± 0,008(sis.) b GeV/c para pT entre 9 e 11 GeV/c e 0,014 ± 0,003(est.) ± 0,005(sis.) b GeV/c para pT entre 11 e 14 GeV/c. Esses valores são compatíveis com cálculos da QCD não relativística (NRQCD) e com o modelo de evaporação de cor (CEM). Além disso, na região de intersecção de pT , os resultados são compatíveis com aqueles obtidos pelo experimento ALICE (para baixo momento) e com as medidas obtidas pelo experimento ATLAS (para pT > 6 GeV/c). Além disso, por intermédio da reconstrução do vértice de decaimento do J/, foi possível estimar a fração de J/s que vieram de decaimentos de mésons B (fB). Os valores obtidos foram: fB = 0,267 ± 0,114 (hpT i = 7,15 GeV/c), fB = 0,338 ± 0,116 (hpT i = 10,7 GeV/c), fB = 0,271 ± 0,087 (hpT i = 8,5 GeV/c), que são compatíveis, dentro das incertezas experimentais, com valores obtidos no experimento ATLAS. Um último estudo realizado foi a viabilidade de medida de J/ com valor de pT > 6 GeV/c em colisões Pb-Pb. Para isso, valendo-se do sistema de trigger de L1 do EMCal, foram obtidos 93 ± 16 J/ reconstruídos em uma região de centralidade de 20-60%. / This work presents the measurement of the J/ production with pT > 5 GeV/c at midrapidity (|y| < 0.7) with the ALICE experiment in 7 TeV proton-proton collisions, using the electromagnetic calorimeter (EMCal) triggered events. This measurement is very important due to the possibility of studying models that predict the heavy quarkonium production, and it also provides baseline results to be compared with the J/ production in PbPb, where the Quark Gluon Plasma (QGP) is formed. This measurement was separated into 4 pT bins in order to reproduce a J/ pT spectrum. The differential cross section (d2/dpT dy) results achieved were: 0.42 ± 0.11(est.) ± 0.13(sys.) b GeV/c for pT between 5 and 7 GeV/c, 0.18 ± 0.03(est.) ± 0.04(sys.) b GeV/c for pT between 7 and 9 GeV/c, 0.041 ± 0.008(est.) ± 0.008(sys.) b GeV/c for pT 9 and 11 GeV/c and 0,014 ± 0,003(est.) ± 0,005(sis.) b GeV/c for pT between 11 and 14 GeV/c. These values are compatible with Non-Relativistic (NRQCD) and Color Evaporation model (CEM) predictions. Besides, they are also compatible with results from ALICE (low pT ) and with ATLAS results (for pT > 6 GeV/c). This work also shows the measurement of the fraction of non-prompt J/ (fB). The results were: fB = 0,267 ± 0,114 (hpT i = 7,15 GeV/c), fB = 0,338 ± 0,116 (hpT i = 10,7 GeV/c), fB = 0,271 ± 0,087 (hpT i = 8,5 GeV/c), which are compatible with ATLAS results. The last study made in this work was the feasility of the measurement of J/ in Pb-Pb collisions for pT > 6 GeV/c, using the EMCal L1 Gamma trigger. Considering events from the centrality region 20-60%, 93 ± 16 J/s were reconstructed.

No presente trabalho é explorada a performance do FoCal, um calorímetro eletromagnético frontal, com alta resolução espacial, proposto como um upgrade para o experimento ALICE, no LHC. O principal objetivo deste detector é fazer a medida de fótons diretos na região de pseudo-rapidez 2.5 < < 4.5. Essa região frontal é dominada por fótons provenientes do decaimento de hadrons, principalmente do píon neutro , e portanto uma eficiente medida de fótons diretos está diretamente associada à eficiência em se identificar fótons provenientes do decaimento do píon neutro. Para distinguir fótons diretos de fótons de decaimento do píon neutro, são explorados três diferentes métodos de análise, a saber, massa invariante, análise da forma do chuveiro e isolamento, sendo cada um deles adequado a uma diferente faixa de energia do píon neutro. O método da massa invariante permitiu identificar fótons de píon neutro com uma eficiência de 95% num ambiente de partículas únicas, para píon neutro com energia entre 0 e 300 GeV. Num ambiente pp, esse método mostra uma eficiência de 85%. A análise da forma do chuveiro foi capaz de identificar, com um dado corte no parâmetro de forma Width1, fótons diretos com uma eficiência acima de 90% e de rejeitar fótons de píon neutro com uma eficiência que varia de 65% a 95%, no intervalo de energia de 300 GeV a 500 GeV, num ambiente de partículas únicas. Essas eficiências podem ser melhoradas se for aplicado um corte dependente da energia e a rejeição de píon neutro pode também ser melhorada se os eventos mais assimétricos puderem ser melhor reconstruídos pelo detector no futuro. No método de isolamento, aplicado ao ambiente pp e PbPb, é explorado o melhor valor de raio de isolamento Riso a ser usado em cada ambiente. Por este método podem ser atingidas altas eficiências em detectar fótons diretos, mas o método se mostra limitado pelo grande fundo de fótons de decaimento, e a pureza dos cortes testados não atinge valores maiores que cerca de 10%. E mostrado que o uso de um trigger em 40 GeV pode melhorar a pureza dos cortes de 0.01 % para cerca de 10%. Foi feita a otimização de alguns parâmetros de análise, permitindo melhor desempenho desses métodos de análise explorados / In the present work is explored the performance of the FoCal, a forward electromagnetic calorimeter, with high granularity, proposed as an upgrade for the ALICE experiment, in LHC. The main goal of the detector is to be able to identify direct photons in the pseudo-rapidity region 2.5 < < 4.5. This forward region is dominated by decay photons, mainly photons from neutron pion decay, so an efficient mesurement of direct photons is directly associated to the efficiency in identify photons from neutron pion decay. To separate direct photons from neutron piondecay photons, it is explored three different analysis methods, the invariant mass, shower shape and isolation, each one useful in a different energy range of the neutron pion. The invariant mass method allowed to identify photons from neutron pion with an efficiency around 95% in a single particle environment, for neutron pion with energy between 0 and 300 GeV. In a pp environment, this method showed an efficiency of 85%. The shower shape method was able to identify, by a given cut in the shower shape parameter Width1, direct photons with an efficiency of 90% and to reject 65% to 95% of the photons from neutron pion in the energy range of 300 GeV to 500 GeV, in a single particle environment. This efficiencies can be improved if there is aplied a cut that depends on the energy and the neutron pion rejectioncan also be improved if the more assimetric decays can be better reconstructed by the detector in the future. The isolation method is aplied to a pp and PbPb environments, and it is explored the best value of isolation radius Riso to be used in each environment. By this method, it can be reached high efficiencies in detecting direct photons, but the method is limited by the high background of decay photons, and the purity of the cuts is not better than about 10%. It is showed that a trigger in 40 GeV can improve the purity from 0.01% to about 10%. It was made an optimization of some of the used analysis parameters, leading to an improvement of the explored analysis methods.

No presente trabalho é explorada a performance do FoCal, um calorímetro eletromagnético frontal, com alta resolução espacial, proposto como um upgrade para o experimento ALICE, no LHC. O principal objetivo deste detector é fazer a medida de fótons diretos na região de pseudo-rapidez 2.5 < < 4.5. Essa região frontal é dominada por fótons provenientes do decaimento de hadrons, principalmente do píon neutro , e portanto uma eficiente medida de fótons diretos está diretamente associada à eficiência em se identificar fótons provenientes do decaimento do píon neutro. Para distinguir fótons diretos de fótons de decaimento do píon neutro, são explorados três diferentes métodos de análise, a saber, massa invariante, análise da forma do chuveiro e isolamento, sendo cada um deles adequado a uma diferente faixa de energia do píon neutro. O método da massa invariante permitiu identificar fótons de píon neutro com uma eficiência de 95% num ambiente de partículas únicas, para píon neutro com energia entre 0 e 300 GeV. Num ambiente pp, esse método mostra uma eficiência de 85%. A análise da forma do chuveiro foi capaz de identificar, com um dado corte no parâmetro de forma Width1, fótons diretos com uma eficiência acima de 90% e de rejeitar fótons de píon neutro com uma eficiência que varia de 65% a 95%, no intervalo de energia de 300 GeV a 500 GeV, num ambiente de partículas únicas. Essas eficiências podem ser melhoradas se for aplicado um corte dependente da energia e a rejeição de píon neutro pode também ser melhorada se os eventos mais assimétricos puderem ser melhor reconstruídos pelo detector no futuro. No método de isolamento, aplicado ao ambiente pp e PbPb, é explorado o melhor valor de raio de isolamento Riso a ser usado em cada ambiente. Por este método podem ser atingidas altas eficiências em detectar fótons diretos, mas o método se mostra limitado pelo grande fundo de fótons de decaimento, e a pureza dos cortes testados não atinge valores maiores que cerca de 10%. E mostrado que o uso de um trigger em 40 GeV pode melhorar a pureza dos cortes de 0.01 % para cerca de 10%. Foi feita a otimização de alguns parâmetros de análise, permitindo melhor desempenho desses métodos de análise explorados / In the present work is explored the performance of the FoCal, a forward electromagnetic calorimeter, with high granularity, proposed as an upgrade for the ALICE experiment, in LHC. The main goal of the detector is to be able to identify direct photons in the pseudo-rapidity region 2.5 < < 4.5. This forward region is dominated by decay photons, mainly photons from neutron pion decay, so an efficient mesurement of direct photons is directly associated to the efficiency in identify photons from neutron pion decay. To separate direct photons from neutron piondecay photons, it is explored three different analysis methods, the invariant mass, shower shape and isolation, each one useful in a different energy range of the neutron pion. The invariant mass method allowed to identify photons from neutron pion with an efficiency around 95% in a single particle environment, for neutron pion with energy between 0 and 300 GeV. In a pp environment, this method showed an efficiency of 85%. The shower shape method was able to identify, by a given cut in the shower shape parameter Width1, direct photons with an efficiency of 90% and to reject 65% to 95% of the photons from neutron pion in the energy range of 300 GeV to 500 GeV, in a single particle environment. This efficiencies can be improved if there is aplied a cut that depends on the energy and the neutron pion rejectioncan also be improved if the more assimetric decays can be better reconstructed by the detector in the future. The isolation method is aplied to a pp and PbPb environments, and it is explored the best value of isolation radius Riso to be used in each environment. By this method, it can be reached high efficiencies in detecting direct photons, but the method is limited by the high background of decay photons, and the purity of the cuts is not better than about 10%. It is showed that a trigger in 40 GeV can improve the purity from 0.01% to about 10%. It was made an optimization of some of the used analysis parameters, leading to an improvement of the explored analysis methods.

A study of the usage of ALICEs time of flight (TOF), time projection chamber (TPC), and electromagnetic calorimeter (EMCal), aiming at detecting and separating electrons and positrons (e±) originated from different sources, was carried out. To accomplish the objectives of the research, data gathered from the 2012 proton-proton (pp) collision experiment were used. At a center of mass energy of sqrt(s)=8TeV, the collision of the proton beams liberates heavy quarks, charm and bottom, with approximate lifetimes of approximately 10^13s and 10^12s, respectively. The e± generated through weak semileptonic heavy flavor decays are of interest for studying quarks, therefore it served solely as motivation and incentive for the research carried out and described herein. The introduction of carefully selected cuts, with the purpose of separating partial data collected in the three detectors, permitted the understanding of their effect on the results. Furthermore, due to the fact that the TOFs design was not meant to separate e± from the other heavier particles, only the general effects of introducing a simple cut in the beta=v/c values were analyzed. The more specific cuts were only used for the data generated by the events detected by the TPC and the EMCal. A combination of cuts based on the particles energy loss as a function of traveled distance (dE/dx), with the ratio of energy to momentum (E/p) of the particle, was adopted to enable the separation process, thus allowing for the isolation of e± from the other particles, namely pi±, K±, and p/p. The analysis was performed for values of total particle momentum in the range 0<=p<=6GeV/c. A comparison of the raw data with the results obtained by applying this procedure, indicated a substantial increase in the e± yield and efficiency, reaching average values above 90% over the entire momentum range. / Um estudo do uso dos detetores de tempo de voo (TDV), câmara de projeção de tempo (CPT), e calorímetro eletromagnético (CalEM) do ALICE, visando detectar elétrons e pósitrons (e±) originados por diferentes fontes, foi realizado. Para atingir os objetivos da pesquisa, dados coletados durante o experimento de colisões próton-próton em 2012 foram utilizados. Com um nível de enegia do centro de mass igual a raiz(s)=8TeV, a colisão dos feixes de prótons libera quarks pesados, charm e bottom, com tempo de vida de aproximadamente 10^13s e 10^12s, respectivamente. Os e± gerados pelo decaimento fraco semileptônico de sabores pesados é de interesse para o estudo dos quarks, portanto, o conceito serviu somente como motivação e incentivo para a pesquisa realizada e descrita nesta dissertação. A introdução de cortes específicos, com a finalidade de parcialmente separar dados coletados nos três detectores, permitiu adquirir entendimento sobre os efeitos do cortes nos resultados. Adicionalmente, em virtude do projeto do TDV não ter sido feito visando separar e± oriundos do decaimento dos sabores pesados das demais partículas mais massivas, somente os efeitos gerais de introduzir um corte simples nos valores de beta=v/c, foram analisados. Os cortes mais específicos foram somente nos dados detectados pelo CPT e pelo CalEM. Uma combinação de cortes baseados na perda de energia da partícula em função da distância percorrida (dE/dx), com a razão entre a energia e o momento da partícula (E/p), foi adotada para viabilizar o processo de separação, desta forma permitindo a separação dos e± das demais partículas, ou seja, dos pi±, K±, and p/p. A análise foi realizada para valores de momento total das partículas na faixa 0<=p<=6GeV/c. Uma comparação dos dados originais com os resultados obtidos pela aplicação do procedimento, indicou um aumento substancial do rendimento e eficiência dos e±, atingindo valores médios acima de 90% na faixa inteira de momento.

A study of the usage of ALICEs time of flight (TOF), time projection chamber (TPC), and electromagnetic calorimeter (EMCal), aiming at detecting and separating electrons and positrons (e±) originated from different sources, was carried out. To accomplish the objectives of the research, data gathered from the 2012 proton-proton (pp) collision experiment were used. At a center of mass energy of sqrt(s)=8TeV, the collision of the proton beams liberates heavy quarks, charm and bottom, with approximate lifetimes of approximately 10^13s and 10^12s, respectively. The e± generated through weak semileptonic heavy flavor decays are of interest for studying quarks, therefore it served solely as motivation and incentive for the research carried out and described herein. The introduction of carefully selected cuts, with the purpose of separating partial data collected in the three detectors, permitted the understanding of their effect on the results. Furthermore, due to the fact that the TOFs design was not meant to separate e± from the other heavier particles, only the general effects of introducing a simple cut in the beta=v/c values were analyzed. The more specific cuts were only used for the data generated by the events detected by the TPC and the EMCal. A combination of cuts based on the particles energy loss as a function of traveled distance (dE/dx), with the ratio of energy to momentum (E/p) of the particle, was adopted to enable the separation process, thus allowing for the isolation of e± from the other particles, namely pi±, K±, and p/p. The analysis was performed for values of total particle momentum in the range 0<=p<=6GeV/c. A comparison of the raw data with the results obtained by applying this procedure, indicated a substantial increase in the e± yield and efficiency, reaching average values above 90% over the entire momentum range. / Um estudo do uso dos detetores de tempo de voo (TDV), câmara de projeção de tempo (CPT), e calorímetro eletromagnético (CalEM) do ALICE, visando detectar elétrons e pósitrons (e±) originados por diferentes fontes, foi realizado. Para atingir os objetivos da pesquisa, dados coletados durante o experimento de colisões próton-próton em 2012 foram utilizados. Com um nível de enegia do centro de mass igual a raiz(s)=8TeV, a colisão dos feixes de prótons libera quarks pesados, charm e bottom, com tempo de vida de aproximadamente 10^13s e 10^12s, respectivamente. Os e± gerados pelo decaimento fraco semileptônico de sabores pesados é de interesse para o estudo dos quarks, portanto, o conceito serviu somente como motivação e incentivo para a pesquisa realizada e descrita nesta dissertação. A introdução de cortes específicos, com a finalidade de parcialmente separar dados coletados nos três detectores, permitiu adquirir entendimento sobre os efeitos do cortes nos resultados. Adicionalmente, em virtude do projeto do TDV não ter sido feito visando separar e± oriundos do decaimento dos sabores pesados das demais partículas mais massivas, somente os efeitos gerais de introduzir um corte simples nos valores de beta=v/c, foram analisados. Os cortes mais específicos foram somente nos dados detectados pelo CPT e pelo CalEM. Uma combinação de cortes baseados na perda de energia da partícula em função da distância percorrida (dE/dx), com a razão entre a energia e o momento da partícula (E/p), foi adotada para viabilizar o processo de separação, desta forma permitindo a separação dos e± das demais partículas, ou seja, dos pi±, K±, and p/p. A análise foi realizada para valores de momento total das partículas na faixa 0<=p<=6GeV/c. Uma comparação dos dados originais com os resultados obtidos pela aplicação do procedimento, indicou um aumento substancial do rendimento e eficiência dos e±, atingindo valores médios acima de 90% na faixa inteira de momento.