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Analysis of D0 and D*+-meson production in pp and p-Pb collisions with ALICE at the LHC

Wilkinson, Jeremy

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Abstract

This thesis presents measurements of D-meson production in the central barrel of the ALICE detector in pp and p-Pb collisions. The reconstruction of D0 mesons in the hadronic channel D0 -> K- pi+ was studied in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV using a Bayesian particle identification (PID) method, in order to test the validity of this new approach. Comparisons were made between these results and those obtained with established PID methods. Consistency was found between the different approaches, as well as an increase of the signal-to-background ratio and a similar or greater statistical significance for most of the implementations of the Bayesian approach. Further measurements of D*+ -> D0 pi+ were made as a function of charged-particle multiplicity in p-Pb collisions at sqrt(sNN) = 5.02 TeV. The aim was to test the role of multi-parton interactions (MPI) and possible collective phenomena in small systems at LHC energies. The results for D*+ mesons were consistent with the other D-meson species studied by ALICE (D0 and D+). The measurements against mid-rapidity multiplicity showed consistency with previous results from pp collisions; however, a slower increase of the relative D-meson yield was found as a function of multiplicity at large rapidity for p-Pb collisions than pp collisions. The results for both multiplicity estimators were reproduced by phenomenological models, both with and without viscous hydrodynamics.

Translation of abstract (German)

In dieser Dissertation werden Messungen zur Produktion von D-Mesonen im zentralen Rapiditätsbereich des ALICE-Detektors präsentiert. Dazu wurde die Rekonstruktion von D0-Mesonen im hadronischen Zerfallskanal D0 -> K- pi+ in pp-Kollisionen bei sqrt(s) = 7 TeV unter Verwendung einer bayesschen Teilchenidentifikationsmethode (PID-Methode) studiert. Durch den Vergleich mit Ergebnissen der bewährten PID-Methode wurde die Gültigkeit der Resultate des bayesschen Ansatzes zunächst verifiziert, und anschließend ein verbessertes Signal-zu-Untergrund-Verhältnis sowie ähnliche oder erhöhte statistische Signifikanz ermittelt. Weitere Messungen von D*+ -> D0 pi+ wurden als Funktion von Multiplizität von geladenen Teilchen in p-Pb-Kollisionen bei sqrt(sNN) = 5.02 TeV durchgeführt, mit dem Ziel den Einfluss von Multi-Parton-Wechselwirkungen (MPI) und mögliche kollektive Phänomene in kleinen Kollisionssystemen bei LHC-Energien zu überprüfen. Die Ergebnisse für D*+-Mesonen entsprechen denen der ebenfalls von ALICE inspizierten D0- und D+-Mesonen. Die Messungen gegen Multiplizität bei mittlerer Rapidität zeigten Übereinstimmung mit früheren Messungen in pp-Kollisionen, im Gegensatz zu einem langsameren Aufstieg des relativen D-Meson-Ertrags als Funktion der Multiplizität bei höherer Rapidität in p-Pb-Kollisionen gegenüber pp-Kollisionen. Phänomenologische Modelle - sowohl mit als auch ohne viskose Hydrodynamik - beschreiben die Ergebnisse beider Rapiditätsbereiche.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Schweda, PD Dr. Kai
Place of Publication: Heidelberg, Germany
Date of thesis defense: 29 July 2016
Date Deposited: 08 Sep 2016 12:03
Date: 2016
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Institute of Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Kernphysik, ALICE <Teilchendetektor>, LHC, Charm
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