Orientador: Sérgio Ferraz Novaes / Coorientador: Thiago R. F. P. Tomei / Banca: Alexandre Alves / Banca: Antonio Vilela Pereira / Banca: Gilvan Augusto Alves / Banca: Murilo Santana Rangel / Resumo: Na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), o Large Hadron Collider (LHC) colide grupos de prótons 40 milhões de vezes por segundo a uma energia de 13 TeV. Operando junto ao LHC, o Compact Muon Solenoid (CMS) é um detector projetado para identificar uma ampla gama de partículas produzidas nessas colisões. As partículas produzidas em cada colisão são observadas nos subdetectores na busca de pistas sobre a Natureza no seu nível mais fundamental. Apesar do modelo padrão das partículas elementares ter sido testado em uma variedade de experimentos de altas energias, um dos principais objetivos do LHC é a busca de uma nova física além daquela prevista pela teoria existente. Nesse trabalho analisamos os dados de colisões próton-próton produzidos pelo LHC operando com energia de centro de massa de 13 TeV e coletados pelo CMS em 2015. O presente estudo envolve a busca de uma ressonância X não observada previamente, decaindo em um par de bósons vetoriais. Os resultados são interpretados no contexto do modelo de dimensões extras deformadas de Randall-Sundrum, distinguindo as hipóteses de fundo (modelo padrão) e fundo mais sinal (modelo padrão + graviton). Nenhuma evidência da existência de uma partícula com as características do graviton de Randall-Sundrum foi encontrada. Limites superiores com nível de confiança de 95% são estabelecidos para a seção de choque de produção da ressonância X decaindo em um par de bosons Z, para valores de massa MX no intervalo 800 - 3000 GeV. A exclusão esperada (observada) no valor de massa MX = 800 GeV é 154 fb (93 fb); para o valor de massa MX = 3000 GeV o valor de exclusão esperado (observado) diminui para 19 fb (15 fb). Um excesso com significância global igual a 2s é observado no ponto de massa MX = 1000 GeV. / Abstract: At the European Organization for Nuclear Research (CERN), the Large Hadron Collider (LHC) smashes groups of protons 40 million times per second at an energy of 13 TeV. Operating at the LHC, the Compact Muon Solenoid (CMS) is a multipurpose detector conceived to identify a large variety of particles produced in such collisions. The produced particles are observed at the sub-detectors in search of clues about Nature at the most fundamental level. In spite of the impressive agreement of the standard model with all the experimental results obtained so far, one of the main aims of the LHC is the search of new physics beyond the one foreseen by this theoretical model. In this work, we analyze proton-proton collisions delivered by the LHC operating at centre-of-mass energy of 13 TeV and collected by CMS during 2015. The channel under study involves the search for an unknown resonance X decaying into a pair of vector bosons. The results are interpreted in the context of the Randall-Sundrum warped extra-dimensional model, distinguishing between the hypotheses of background only (standard model) and background plus signal (standard model + graviton). No evidence of the existence of a graviton-like particle was found. Upper limits at 95% confidence level are set for the production cross section of a resonance X decaying to a pair of Z bosons, for values of mass MX in the range between 800 - 3000 GeV. The limit expected (observed) at MX = 800 GeV is 154 fb (93 fb); for the mass point MX = 3000 GeV the limit expected (observed) decreases to 19 fb (15 fb). A localised excess with global significance equal to 2s is observed in the mass point MX = 1000 GeV. / Doutor

A descoberta da atenuação de jatos em colisões Au+- Au centrais no Colisor Relativístico de Íons Pesados (RHIC) no Laboratório Nacional de Brookhaven fornece evidências claras da formação de matéria densa fortemente interagente. Esta atenuação foi prevista para ocorrer devido à perda de energia de pártons de alta energia que se propagam através do Plasma de Quarks e Glúons. Para explicitar este observável como um efeito de estado final, e melhor caracterizar as características do meio formado nas colisões de íons pesados, devemos buscar um entendimento das propriedades do espectro em colisões envolvendo apenas um núcleo, no caso de RHIC d+Au. Um dos temas estudados nesta tese é a produção de mésons D em rapidez positiva nesta classe de processos usando um modelo baseado em QCD perturbativa, assumindo que este tratamento pode ser usado como uma base para distinguir efeitos de meio e dinâmicos. Analisamos corno os efeitos nucleares nas distribuições partônicas nucleares podem afetar este processo para energias de RHIC e LHC. Foi encontrado um aumento da produção na região de momentum transverso (qT) moderado para RHIC, devido ao efeito de anti-sombreamento no meio nuclear. Nossa predição para LHC sugere que o sombreamento irá suprimir o espectro de mésons D para qT < 14 GeV. Outro tema abordado nesta tese é o estudo das contribuições das perdas de energia radiativa e colisional em colisões de íons pesados. Nestes processos, a perda de energia partônica é estudada como principal contribuição para a atenuação de jatos, medida experimentalmente. A energia crítica Ec, que caracteriza a energia onde os dois mecanismos tem contribuições iguais, é estimada e o fator de atenuação é calculado incluindo perdas colisional e radiativa de energia. Nossos resultados demonstram a importância do mecanisno de perda de energia colisional e sugerem que não podemos desconsiderá-Io nas análises dos dados de RHIC. Porém, a magnitude do fator de atenuação é reduzida por um fator inferior a dois quando a contribuição da perda de energia colisional é incluída. Além disso, investigamos a dependência da perda de energia partônica colisional em um plasma de pártons no valor do acoplamento forte e sua variação com a evolução do sistema. Analisamos as diferentes prescrições para a acoplamento da QCD e calculamos a dependência em energia e comprimento do meio na perda de energia percentual. Além disso, o fator de atenuação para quarks leves e pesados é estimado. Encontramos que o aumento previsto na produção de mésons contendo chaT"Tnquando comparada aos mésons 7f é fortemente dependente da variação da constante de acoplamento da QCD. / The discovery of the jet quenching in central Au -+-Au collisions at the Relativistic Heavy-ion Collider (RHlC) at Brookhaven National Laboratory has provided clear evidence for the formation of strongly interacting dense matter. lt has been predicted to occur due to the energy loss of high energy partons that propagate through the quark gluon plasma. ln order to explicitate this observab1e as a final state effect and to characterize the features of the medium formed in heavy ion collisions, one has to search for the understanding of the properties of the spectra in collisions when just one nuclei is involved, as d+Au processes at RHlC. The first theme studied in this thesis is the D meson production at forward rapidity in this class of processes, using a pQCD-based mode1, and we assume this treatment as a baseline to distinguish medium and dynamical effects. lt is analysed how the nuclear effects in the nuclear partonic distributions may affect this process at RHlC and LHC energies. An enhancement in the moderate transverse momentum (qT) region for RHlC, due to antishadowing in the nuclear medium, is found. Our prediction for LHC suggests that shadowing wiU suppress the D meson spectra for qT < 14 GeV. Another theme deve10ped in this thesis is the study of the collisional and radiative energy 10sses in heavy ion collisions. ln these processes, partonic energy 10ss has been studied as the main contribution to the experimentally measured jet quenching. The radiative and collisiona1 contributions to the energy 10ss for a propagating parton in a dense medium are calculed in this thesis. The critical energy Ec, which characterizes the energy where both mechanisms contribute equally, is estimated and the quenching factor is calcu1ated including radiative and collisiona1 contributions to energy loss. Our resu1ts have shown that the collisiona1 energy 10ss is significative and cannot be disregarded in a full ca1culation for data analysis at RHlC. However, we have found that the quenching factor, that reflects the nuclear modification factor, is not very sensitive to the magnitude of the energy loss and varies at most a factor 2 when the collisional contribution is included. Besides, for collisional energy loss in a parton plasma, we investigate the dependence in the strong coupling constant and its variation when the systern evolves. We ana1yze different prescriptions for the QCD coup1ing and calculate the energy and lenght of mediurn dependence in the fractional energy 10ss. We also estimate the quenching factor for light and heavy quarks. We found that the enhancement of the charrned rnesons production when compared to the 7rrnesons is strongly dependent of the QCD coupling constant value.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-15Bitstream added on 2014-06-13T19:12:26Z : No. of bitstreams: 1 ruizvargas_jc_me_ift.pdf: 1319759 bytes, checksum: bc922e0bd52ff609b646c63b4019bf05 (MD5) / Estudamos neste trabalho a produção de um novo bóson vetorial neutro pelo detector Compact Muon Solenoid (CMS) do Large Hadron Collider (LHC). Adotamos as condições de operação do LHC em 2012, i.e. energia do centro de massa de 8 TeV e luminosidade integrada de 20 'fb POT.−1'. Nós realizamos um estudo de viabilidade da busca de física além do modelo padrão através da produção e decaimento de uma ressonância exótica em um par de bósons vetoriais 'W POT.+W POT.−'. O fundo do Modelo Padrão foi estimado por amostras de Monte Carlo geradas centralmente pela colaboração CMS, enquanto as amostras do sinal foram simuladas localmente por nós no SPRACE. A massa transversal invariante foi reconstruída usando léptons de cargas opostas mais a energia transversal faltante. Uma análise da significância, considerando sinais com massas de 0.5, 1, 1.5, e 2 TeV, foi implementada para melhorar a eficiência da seleção de eventos. Finalmente, para avaliar a sensibilidade da análise, foram estabelecidos limites esperados com 95% CL para a seção de choque multiplicada pela razão de ramificação σ(pp → Z')×BR(Z' → WW → e+µ+ET/ ) / In this work, we study the production of a new neutral vector boson at the Compact Muon Solenoid(CMS)detectorfromthe Large Hadron Collider(LHC).We adopt the operation parameters of the LHC during the 2012 run, i.e. center-of-mass energy of 8 TeV and integrated luminosity of 20 'fb POT. −1'. We conducted a feasibility study of the search for physics beyond the standard model through the production and decay of an exotic resonance in a pair of vector bosons 'W POT.+W POT.−'. The Standard Model background was estimated by Monte Carlo samples centrally generated by CMS, while the signal samples were simulated locally by us at SPRACE. The invariant transverse mass was reconstructed using the oppositely charged leptons and the missing transverse energy. An analysis of the significance of the signal, considering resonances with mass of 0.5, 1, 1.5, and 2TeV, was implemented to improve the efficiency of the event selection. Finally, to assess the sensitivity of the analysis, we calculated the 95% CL limits for the cross section times the branching ratio, σ(pp → Z')×BR(Z' → WW → e+µ+ET/ )

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-24Bitstream added on 2014-06-13T20:07:33Z : No. of bitstreams: 1 fernandes_cl_me_ift.pdf: 1140774 bytes, checksum: c6027d2492ce8e805dd5508b5c94fb24 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho apresenta um estudo de femtoscopia em colisões próton-próton (pp) a√s= 7 TeV realizado com o detector Compact Muon Solenoid no Large Hadron Collider. O estudo consiste na utilização do efeito Hanbury-Brown–Twiss (HBT) para a determinação das dimensões aparentes do estado final do sistema formado em colisões pp. Três análises são feitas, onde tais dimensões são determinadas (i) em termos de um parâmetro invariante 'R IND. inv' ; (ii) nas direções transversal e longitudinal ao feixe, 'R IND. T' e 'R IND L', respectivamente; (iii) nas direções ao longo do feixe, parametrizada por 'R IND long', e em duas direções transversais a ele, correspondentes a 'R IND out', e 'R IND side'. Obseva-se que as dimensões aparentes do sistema formado em tais colisões dependem da multiplicidade de partículas carregadas no evento e do momento médio do par de partículas utilizadas na implementação do efeito HBT / This work presents a femtoscopic study performed in proton-proton (pp) collisions at √s= 7 TeV with the Compact Muon Solenoid at the Large Hadron Collider. The study uses the Hanbury-Brown–Twiss (HBT) effect to estimate the apparent dimensions of the final-state sistem formed at pp collisions. Three analysis are presented, where such an apparent dimensions are determined (i) in tems of an invariant radius parameter, 'R IND. inv'; (ii) in the transversal and longitudinal directions with respect to the beam, 'R IND. T' and 'R IND L' and (iii) along three directions 'R IND out', 'R IND long' and 'R IND side'. It is observed that the apparent dimensions of the sistem formed in pp collisions depends on the charged multiplicity of the events and on the average momentum of the pair of particles used to implement HBT effect

A descoberta da atenuação de jatos em colisões Au+- Au centrais no Colisor Relativístico de Íons Pesados (RHIC) no Laboratório Nacional de Brookhaven fornece evidências claras da formação de matéria densa fortemente interagente. Esta atenuação foi prevista para ocorrer devido à perda de energia de pártons de alta energia que se propagam através do Plasma de Quarks e Glúons. Para explicitar este observável como um efeito de estado final, e melhor caracterizar as características do meio formado nas colisões de íons pesados, devemos buscar um entendimento das propriedades do espectro em colisões envolvendo apenas um núcleo, no caso de RHIC d+Au. Um dos temas estudados nesta tese é a produção de mésons D em rapidez positiva nesta classe de processos usando um modelo baseado em QCD perturbativa, assumindo que este tratamento pode ser usado como uma base para distinguir efeitos de meio e dinâmicos. Analisamos corno os efeitos nucleares nas distribuições partônicas nucleares podem afetar este processo para energias de RHIC e LHC. Foi encontrado um aumento da produção na região de momentum transverso (qT) moderado para RHIC, devido ao efeito de anti-sombreamento no meio nuclear. Nossa predição para LHC sugere que o sombreamento irá suprimir o espectro de mésons D para qT < 14 GeV. Outro tema abordado nesta tese é o estudo das contribuições das perdas de energia radiativa e colisional em colisões de íons pesados. Nestes processos, a perda de energia partônica é estudada como principal contribuição para a atenuação de jatos, medida experimentalmente. A energia crítica Ec, que caracteriza a energia onde os dois mecanismos tem contribuições iguais, é estimada e o fator de atenuação é calculado incluindo perdas colisional e radiativa de energia. Nossos resultados demonstram a importância do mecanisno de perda de energia colisional e sugerem que não podemos desconsiderá-Io nas análises dos dados de RHIC. Porém, a magnitude do fator de atenuação é reduzida por um fator inferior a dois quando a contribuição da perda de energia colisional é incluída. Além disso, investigamos a dependência da perda de energia partônica colisional em um plasma de pártons no valor do acoplamento forte e sua variação com a evolução do sistema. Analisamos as diferentes prescrições para a acoplamento da QCD e calculamos a dependência em energia e comprimento do meio na perda de energia percentual. Além disso, o fator de atenuação para quarks leves e pesados é estimado. Encontramos que o aumento previsto na produção de mésons contendo chaT"Tnquando comparada aos mésons 7f é fortemente dependente da variação da constante de acoplamento da QCD. / The discovery of the jet quenching in central Au -+-Au collisions at the Relativistic Heavy-ion Collider (RHlC) at Brookhaven National Laboratory has provided clear evidence for the formation of strongly interacting dense matter. lt has been predicted to occur due to the energy loss of high energy partons that propagate through the quark gluon plasma. ln order to explicitate this observab1e as a final state effect and to characterize the features of the medium formed in heavy ion collisions, one has to search for the understanding of the properties of the spectra in collisions when just one nuclei is involved, as d+Au processes at RHlC. The first theme studied in this thesis is the D meson production at forward rapidity in this class of processes, using a pQCD-based mode1, and we assume this treatment as a baseline to distinguish medium and dynamical effects. lt is analysed how the nuclear effects in the nuclear partonic distributions may affect this process at RHlC and LHC energies. An enhancement in the moderate transverse momentum (qT) region for RHlC, due to antishadowing in the nuclear medium, is found. Our prediction for LHC suggests that shadowing wiU suppress the D meson spectra for qT < 14 GeV. Another theme deve10ped in this thesis is the study of the collisional and radiative energy 10sses in heavy ion collisions. ln these processes, partonic energy 10ss has been studied as the main contribution to the experimentally measured jet quenching. The radiative and collisiona1 contributions to the energy 10ss for a propagating parton in a dense medium are calculed in this thesis. The critical energy Ec, which characterizes the energy where both mechanisms contribute equally, is estimated and the quenching factor is calcu1ated including radiative and collisiona1 contributions to energy loss. Our resu1ts have shown that the collisiona1 energy 10ss is significative and cannot be disregarded in a full ca1culation for data analysis at RHlC. However, we have found that the quenching factor, that reflects the nuclear modification factor, is not very sensitive to the magnitude of the energy loss and varies at most a factor 2 when the collisional contribution is included. Besides, for collisional energy loss in a parton plasma, we investigate the dependence in the strong coupling constant and its variation when the systern evolves. We ana1yze different prescriptions for the QCD coup1ing and calculate the energy and lenght of mediurn dependence in the fractional energy 10ss. We also estimate the quenching factor for light and heavy quarks. We found that the enhancement of the charrned rnesons production when compared to the 7rrnesons is strongly dependent of the QCD coupling constant value.

Submitted by JOSÉ CUPERTINO RUIZ VARGAS null (jcruizva@ift.unesp.br) on 2017-06-12T17:27:11Z No. of bitstreams: 1 ruizvargas_jc_do_ift.pdf: 6851051 bytes, checksum: e9a0d9e4c7912fe009e916f5c658c041 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-13T16:58:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ruizvargas_jc_do_ift.pdf: 6851051 bytes, checksum: e9a0d9e4c7912fe009e916f5c658c041 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T16:58:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ruizvargas_jc_do_ift.pdf: 6851051 bytes, checksum: e9a0d9e4c7912fe009e916f5c658c041 (MD5) Previous issue date: 2017-05-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), o Large Hadron Collider (LHC) colide grupos de prótons 40 milhões de vezes por segundo a uma energia de 13 TeV. Operando junto ao LHC, o Compact Muon Solenoid (CMS) é um detector projetado para identificar uma ampla gama de partículas produzidas nessas colisões. As partículas produzidas em cada colisão são observadas nos subdetectores na busca de pistas sobre a Natureza no seu nível mais fundamental. Apesar do modelo padrão das partículas elementares ter sido testado em uma variedade de experimentos de altas energias, um dos principais objetivos do LHC é a busca de uma nova física além daquela prevista pela teoria existente. Nesse trabalho analisamos os dados de colisões próton-próton produzidos pelo LHC operando com energia de centro de massa de 13 TeV e coletados pelo CMS em 2015. O presente estudo envolve a busca de uma ressonância X não observada previamente, decaindo em um par de bósons vetoriais. Os resultados são interpretados no contexto do modelo de dimensões extras deformadas de Randall-Sundrum, distinguindo as hipóteses de fundo (modelo padrão) e fundo mais sinal (modelo padrão + graviton). Nenhuma evidência da existência de uma partícula com as características do graviton de Randall-Sundrum foi encontrada. / At the European Organization for Nuclear Research (CERN), the Large Hadron Collider (LHC) smashes groups of protons 40 million times per second at an energy of 13 TeV. Operating at the LHC, the Compact Muon Solenoid (CMS) is a multipurpose detector conceived to identify a large variety of particles produced in such collisions. The produced particles are observed at the sub-detectors in search of clues about Nature at the most fundamental level. In spite of the impressive agreement of the standard model with all the experimental results obtained so far, one of the main aims of the LHC is the search of new physics beyond the one foreseen by this theoretical model. In this work, we analyze proton–proton collisions delivered by the LHC operating at centre-of-mass energy of 13 TeV and collected by CMS during 2015. The channel under study involves the search for an unknown resonance X decaying into a pair of vector bosons. The results are interpreted in the context of the Randall-Sundrum warped extra-dimensional model, distinguishing between the hypotheses of background only (standard model) and background plus signal (standard model + graviton). No evidence of the existence of a graviton-like particle was found. / FAPESP: 2012/24593-8

Orientador: Sandra dos Santos Padula / Banca: Gastão Krein / Banca: Marcia Takagui / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo de femtoscopia em colisões próton-próton (pp) a√s= 7 TeV realizado com o detector Compact Muon Solenoid no Large Hadron Collider. O estudo consiste na utilização do efeito Hanbury-Brown-Twiss (HBT) para a determinação das dimensões aparentes do estado final do sistema formado em colisões pp. Três análises são feitas, onde tais dimensões são determinadas (i) em termos de um parâmetro invariante 'R IND. inv' ; (ii) nas direções transversal e longitudinal ao feixe, 'R IND. T' e 'R IND L', respectivamente; (iii) nas direções ao longo do feixe, parametrizada por 'R IND long', e em duas direções transversais a ele, correspondentes a 'R IND out', e 'R IND side'. Obseva-se que as dimensões aparentes do sistema formado em tais colisões dependem da multiplicidade de partículas carregadas no evento e do momento médio do par de partículas utilizadas na implementação do efeito HBT / Abstract: This work presents a femtoscopic study performed in proton-proton (pp) collisions at √s= 7 TeV with the Compact Muon Solenoid at the Large Hadron Collider. The study uses the Hanbury-Brown-Twiss (HBT) effect to estimate the apparent dimensions of the final-state sistem formed at pp collisions. Three analysis are presented, where such an apparent dimensions are determined (i) in tems of an invariant radius parameter, 'R IND. inv'; (ii) in the transversal and longitudinal directions with respect to the beam, 'R IND. T' and 'R IND L' and (iii) along three directions 'R IND out', 'R IND long' and 'R IND side'. It is observed that the apparent dimensions of the sistem formed in pp collisions depends on the charged multiplicity of the events and on the average momentum of the pair of particles used to implement HBT effect / Mestre

Orientador: Sérgio Ferraz Novaes / Coorientador: Thiago Rafael Fernandez Perez Tomei / Banca: Aurore Savoy-Navarro / Banca: Oscar Jospe Pinto Éboli / Resumo: Estudamos neste trabalho a produção de um novo bóson vetorial neutro pelo detector Compact Muon Solenoid (CMS) do Large Hadron Collider (LHC). Adotamos as condições de operação do LHC em 2012, i.e. energia do centro de massa de 8 TeV e luminosidade integrada de 20 'fb POT.−1'. Nós realizamos um estudo de viabilidade da busca de física além do modelo padrão através da produção e decaimento de uma ressonância exótica em um par de bósons vetoriais 'W POT.+W POT.−'. O fundo do Modelo Padrão foi estimado por amostras de Monte Carlo geradas centralmente pela colaboração CMS, enquanto as amostras do sinal foram simuladas localmente por nós no SPRACE. A massa transversal invariante foi reconstruída usando léptons de cargas opostas mais a energia transversal faltante. Uma análise da significância, considerando sinais com massas de 0.5, 1, 1.5, e 2 TeV, foi implementada para melhorar a eficiência da seleção de eventos. Finalmente, para avaliar a sensibilidade da análise, foram estabelecidos limites esperados com 95% CL para a seção de choque multiplicada pela razão de ramificação σ(pp → Z')×BR(Z' → WW → e+µ+ET/ ) / Abstract: In this work, we study the production of a new neutral vector boson at the Compact Muon Solenoid(CMS)detectorfromthe Large Hadron Collider(LHC).We adopt the operation parameters of the LHC during the 2012 run, i.e. center-of-mass energy of 8 TeV and integrated luminosity of 20 'fb POT. −1'. We conducted a feasibility study of the search for physics beyond the standard model through the production and decay of an exotic resonance in a pair of vector bosons 'W POT.+W POT.−'. The Standard Model background was estimated by Monte Carlo samples centrally generated by CMS, while the signal samples were simulated locally by us at SPRACE. The invariant transverse mass was reconstructed using the oppositely charged leptons and the missing transverse energy. An analysis of the significance of the signal, considering resonances with mass of 0.5, 1, 1.5, and 2TeV, was implemented to improve the efficiency of the event selection. Finally, to assess the sensitivity of the analysis, we calculated the 95% CL limits for the cross section times the branching ratio, σ(pp → Z')×BR(Z' → WW → e+µ+ET/ ) / Mestre

A descoberta da atenuação de jatos em colisões Au+- Au centrais no Colisor Relativístico de Íons Pesados (RHIC) no Laboratório Nacional de Brookhaven fornece evidências claras da formação de matéria densa fortemente interagente. Esta atenuação foi prevista para ocorrer devido à perda de energia de pártons de alta energia que se propagam através do Plasma de Quarks e Glúons. Para explicitar este observável como um efeito de estado final, e melhor caracterizar as características do meio formado nas colisões de íons pesados, devemos buscar um entendimento das propriedades do espectro em colisões envolvendo apenas um núcleo, no caso de RHIC d+Au. Um dos temas estudados nesta tese é a produção de mésons D em rapidez positiva nesta classe de processos usando um modelo baseado em QCD perturbativa, assumindo que este tratamento pode ser usado como uma base para distinguir efeitos de meio e dinâmicos. Analisamos corno os efeitos nucleares nas distribuições partônicas nucleares podem afetar este processo para energias de RHIC e LHC. Foi encontrado um aumento da produção na região de momentum transverso (qT) moderado para RHIC, devido ao efeito de anti-sombreamento no meio nuclear. Nossa predição para LHC sugere que o sombreamento irá suprimir o espectro de mésons D para qT < 14 GeV. Outro tema abordado nesta tese é o estudo das contribuições das perdas de energia radiativa e colisional em colisões de íons pesados. Nestes processos, a perda de energia partônica é estudada como principal contribuição para a atenuação de jatos, medida experimentalmente. A energia crítica Ec, que caracteriza a energia onde os dois mecanismos tem contribuições iguais, é estimada e o fator de atenuação é calculado incluindo perdas colisional e radiativa de energia. Nossos resultados demonstram a importância do mecanisno de perda de energia colisional e sugerem que não podemos desconsiderá-Io nas análises dos dados de RHIC. Porém, a magnitude do fator de atenuação é reduzida por um fator inferior a dois quando a contribuição da perda de energia colisional é incluída. Além disso, investigamos a dependência da perda de energia partônica colisional em um plasma de pártons no valor do acoplamento forte e sua variação com a evolução do sistema. Analisamos as diferentes prescrições para a acoplamento da QCD e calculamos a dependência em energia e comprimento do meio na perda de energia percentual. Além disso, o fator de atenuação para quarks leves e pesados é estimado. Encontramos que o aumento previsto na produção de mésons contendo chaT"Tnquando comparada aos mésons 7f é fortemente dependente da variação da constante de acoplamento da QCD. / The discovery of the jet quenching in central Au -+-Au collisions at the Relativistic Heavy-ion Collider (RHlC) at Brookhaven National Laboratory has provided clear evidence for the formation of strongly interacting dense matter. lt has been predicted to occur due to the energy loss of high energy partons that propagate through the quark gluon plasma. ln order to explicitate this observab1e as a final state effect and to characterize the features of the medium formed in heavy ion collisions, one has to search for the understanding of the properties of the spectra in collisions when just one nuclei is involved, as d+Au processes at RHlC. The first theme studied in this thesis is the D meson production at forward rapidity in this class of processes, using a pQCD-based mode1, and we assume this treatment as a baseline to distinguish medium and dynamical effects. lt is analysed how the nuclear effects in the nuclear partonic distributions may affect this process at RHlC and LHC energies. An enhancement in the moderate transverse momentum (qT) region for RHlC, due to antishadowing in the nuclear medium, is found. Our prediction for LHC suggests that shadowing wiU suppress the D meson spectra for qT < 14 GeV. Another theme deve10ped in this thesis is the study of the collisional and radiative energy 10sses in heavy ion collisions. ln these processes, partonic energy 10ss has been studied as the main contribution to the experimentally measured jet quenching. The radiative and collisiona1 contributions to the energy 10ss for a propagating parton in a dense medium are calculed in this thesis. The critical energy Ec, which characterizes the energy where both mechanisms contribute equally, is estimated and the quenching factor is calcu1ated including radiative and collisiona1 contributions to energy loss. Our resu1ts have shown that the collisiona1 energy 10ss is significative and cannot be disregarded in a full ca1culation for data analysis at RHlC. However, we have found that the quenching factor, that reflects the nuclear modification factor, is not very sensitive to the magnitude of the energy loss and varies at most a factor 2 when the collisional contribution is included. Besides, for collisional energy loss in a parton plasma, we investigate the dependence in the strong coupling constant and its variation when the systern evolves. We ana1yze different prescriptions for the QCD coup1ing and calculate the energy and lenght of mediurn dependence in the fractional energy 10ss. We also estimate the quenching factor for light and heavy quarks. We found that the enhancement of the charrned rnesons production when compared to the 7rrnesons is strongly dependent of the QCD coupling constant value.

Orientador: José Augusto Chinellato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-29T05:01:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MedinaJaime_Miguel_D.pdf: 6686309 bytes, checksum: 48654e10cf1138cdc89eb810557a427d (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A produção exclusiva de bósons Z é um processo difrativo, teoricamente representado pela troca de um objeto com os números quânticos do vácuo (pomeron- IP), o qual pode ser tratado no modelo padrão no enfoque do mecanismo de dipolo, via fotoprodução. A caraterística principal deste tipo de processo é que os dois prótons emergem intactos após a colisão com momentum transverso pequeno. Assim, os prótons são espalhados muito frontais e escapam à detecção., restandonos como criterio de e. Espera-se , onde um próton irradia um fóton virtual, o qual flutua para um par quark anti-quark os quais são espalhados elasticamente pela troca de dois glúons emergentes do outro próton, e se materializa num bóson Z. Além disso, os dois prótons emergem intactos após a colisão com momentum transverso pequeno, assim prótons são espalhados muito frontais e escapam à detecção. Portanto, o critério usado para a identificação de eventos exclusivos de bósons Z decaindo em par múons é o número de traços adicionais no vértice, mas ainda resta a possibilidade de haver uma dissociação de pelo menos um dos prótons. Neste caso, a medida da seção de choque respectiva será contaminada. São expostos três diferentes métodos para a pré-seleção des eventos contendo eventos exclusivos. A estratégia de análise proposta para selecionar eventos exclusivos é baseada no decaimento de bósons Z em pares ???? caraterizados por grande momento transverso, para o qual exploramos múons em uma região cinemática de momento transverso Pt(?)>20 GeV, massa invariante M(????)>40 GeV/c² e pseudo-rapidez |?|<2,5. Adicionalmente a estes cortes, exigimos "zero traços" extras no vértice e, por último que o par de múons sejam back-to-back com balanço no Pt. Nesta Tese se apresenta um estudo da produção exclusiva de bósons Z em colisões próton-próton para energias de centro de massa igual a ?s=7 TeV no experimento CMS/LHC. Esta análise foi feita usando simulações para processos de Drell-Yan, fotoprodução de múons e dados coletados pelo detector CMS de colisões próton-próton com ?s=7 TeV durante o ano de 2011, correspondendo a uma luminosidade integrada de 5,09 fb?¹. Nenhum excesso significante de sinal foi extraído nas produções exclusivas de fazemos uma estimativa de eventos esperados nas produções exclusiva e bósons. Nenhum candidato a bóson Z exclusivo foi possível de observar, isto devido ao fato da baixa estatística e o enorme background proveniente de processos de Drell-Yan., que mesmo sendo processos não exclusivos contaminarem nossa amostra de dados devido ao fato de que os prótons escapam de nossa detecção e o único critério de exclusividade é o de o número de traços extras no vertice do evento seja igual a zero, mas devido a que os prótons podem dissociar sim ser detetados e nós foi impossível dete devido a que assim prótons são espalhados muito frontais e escapam à detecção. Entretanto, a seção de choque para processos de produção exclusiva de bósons Z é encontrada a ser ?excl(Z?????)<13,3 fb para um nível de confiança de 95%. Este é o primeiro resultado preliminar para este tipo de processo na escala de energia de 7 TeV, onde cabe destacar que este limite foi melhorado com respeito a resultados publicados pela colaboração CDF para ?s = 1,9 TeV / Abstract: he exclusive Z boson production is a diffractive process theoretically represented by the exchange of an object with the quantum numbers of vacuum (pomeron-IP), which is predicted by the Standard Model in the dipole mechanism approach, via photoproduction. The main feature of this type of process is two forward outgoing protons intact after the collision with small transverse momentum, the protons are scattering very front and escape detection. Then, the approach taken to detect exclusive Z bosons events decaying in to muon pair is the number of additional tracks on the vertex, but there is still the possibility of dissociation of at least one proton, then the measurement of cross section will be contaminated. It's exposed three different methods for the pre-selection events containing exclusive Z bosons. The strategy proposed to exclusive selection events, is based on the decay of Z bosons on pairs ???? featured by large transverse momentum, for which we explored muons in a kinematic region with transverse momentum Pt(?)>20 GeV, Invariant mass M(????)>40 GeV/c² and pseudorapidity |?|<2,5. The additional cuts, require zero extra tracks on vertex and finally the pair of muons are back-to-back with momentum transverse conservation . This thesis presents a search for exclusive Z boson production in proton proton collisions at ?s=7 TeV center of mass energy in the experiment CMS/LHC. This analysis was made using simulations to Drell-Yan processes, photoproduction of muon and data collected by the CMS detector on proton proton collisions with ?s=7 TeV in 2011, for 5.09 fb?¹ integrated luminosity record. No exclusive Z????? candidates are observed, because low statistical and huge background contribution from Drell-Yan processes. But even so, the cross section for the exclusive Z bosons production is found to be ?excl(Z?????)<13.3 fb at 95% C.L. This is the first very preliminary results for 7 TeV, where we highlight that it limit has been improved respect to the results published by the CDF collaboration to ?s = 1.9 TeV / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 147301/2011-04 / CNPQ