Separación de la J / Psi en sus componentes prompt y non-prompt usando colisiones portón-protón a 5.02 TeV en el experimento CMS

Abstract

El Plasma de Quarks y Gluones se cree que existió al principio del universo, a unas muy altas densidades y temperaturas. Es un estado transición de fase de la materia nuclear en el que los quarks y gluones están desconfinados. Para poder recrearlo en los laboratorios se realizan colisiones nucleares en los aceleradores de partículas para reproducir las condiciones necesarias para su formación. Se usan métodos indirectos debido a su tiempo de vida corto. El método de interés consiste en el estudio de la partícula J/ѱ, un estado ligado de cc, que debido a su formación de quarks pesados ésta se produce en los primeros instantes de la colisión. Pero para tener una referencia, primero se hace un estudio de colisiones protón - protón. El modelo estándar de la física de partículas nos proporciona una descripción de la estructura fundamental de la materia y las interacciones subyacentes. Dentro de este marco descriptivo se encuentra la partícula J/ѱ. La producción del mesón J/ѱ es materia de estudio en esta labor, este puede ser dividido en dos componentes principales: producción prompt (producción por decaimiento de estados excitados, se producen directamente en la colisión inicial; en el vértice primario) y non-prompt (Producción por decaimiento de hadrones b, se producen en el vértice secundario). En el presente trabajo se realiza el análisis de datos de colisiones protón – protón a 5.02 TeV, tomando datos del experimento CMS del LHC. El estudio tiene como finalidad cuántica la producción de componentes prompt y non-prompt J/ѱ midiendo la longitud de decaimiento del mesón J/ѱ. La parametrización de la masa y de la longitud de decaimiento pseudo-propia del mesón son necesarios para realizar un ajuste bidimensional de la masa y de la longitud de decaimiento pseudo-propia, para rangos de pT de 30-40 y 40-60 GeV/c en cinco intervalos de z. Las herramientas utilizadas principalmente para realizar estos ajustes son las simulaciones de Montecarlo y la técnica sPlot. En el capítulo 2 se encuentra un ejemplo sencillo que describe la operación de este último. Al final se obtiene la cantidad de componentes prompt y non-prompt J/ѱ y se discuten los resultados en el capítulo 4. Las gráficas correspondientes a 40 < pT < 60 se adjuntan en el apéndice A.