Analysis of data from heavy-ion collisions at the ATLAS experiment

Abstract

Experimentální studium těžko-iontových srážek je velice zajímavé z důvodu možného vzniku nové formy hmoty, tzv. quark-gluonového plazmatu (QGP). Dokázat vznik QGP je velice složité vzhledem k extrémně krátkým časům během kterých probíhá těžko-iontová srážka, ale existuje několik jevů které naznačují že QGP v těžko-iontových srážkách vzniká. Jedním z těchto jevů je tzv. jet quenchinq. Tímto jevem se obecně označuje soubor změn které prodělávají jety které jsou produkované v těžko-iontových srážkách díky tomu, že po svém vzniku interagují z hmotou vytvořenou ve srážce. Měření jetů a jejich vlastností v těžko-iontových srážkách je náročné vzhledem k velkému množství energie která je ve srážce pro- dukována a jejím fluktuacím. Tato práce prezentuje postup jak jsou jety rekon- struováný v Pb+Pb srážkách na experimentu ATLAS na LHC. Díky tomuto pos- tupu experiment ATLAS publikoval několik velmi přesných měření vlastností jetů v Pb+Pb srážkách. Jedním z těchto měření je měření fragmentačních funkcí jetů v pp a Pb+Pb srážkách při těžišťové energii √ sNN = 2.76 TeV. Byly pozorovány signifikantní změny fragmentace jetů v Pb+Pb srážkách. 1

Experimental study of high energy heavy-ion collisions is of great interest because of the possible formation of the new form of matter, quark gluon plasma (QGP). The QGP formation is difficult to prove due to the very short timescales at which heavy-ion collisions take place but there are several phenomena that suggest the QGP is created in HI collisions. One of these is the so called jet quenching which in general describes the set of modifications that jets produced in heavy-ion col- lisions undergo due to the interaction with medium created in the collision. The measurement of jets and their properties in heavy-ion collisions is difficult due to the large underlying event background and fluctuations present in Pb+Pb colli- sions. This thesis presents the reconstruction steps that allow ATLAS experiment at the LHC to publish high precision measurements of jet properties in Pb+Pb collisions. One of these is the measurement of jet fragmentation in pp and Pb+Pb collisions at √ sNN = 2.76 TeV. Significant modifications of jet fragmentation in Pb+Pb collisions are observed. 1