Strange hadron production in Pb–Pb collisions at 5.02 TeV/nucleon centre-of-mass energy with the ALICE experiment of the LHC at CERN

Abstract

At extreme energy density and high temperature, nuclear matter undergoes a phase transition into a phase where quarks and gluons are no longer confined inside hadrons: the quark–gluon plasma (QGP). Strangeness enhancement—originally proposed as a signature of QGP formation in nuclear collisions—has long been a hallmark of heavy-ion interactions. In 2017,the ALICE Collaboration reported the unprecedented observation of enhanced production of strange and multi-strange hadrons even in proton–proton (pp)collisions. This PhD thesis presents an analysis of the full Run 2 Pb–Pb dataset collected by the ALICE experiment at the LHC, aiming to address the questions raised by this unexpected phenomenon and to provide further insight into the mechanisms of strange hadron production.

Σε ακραίες συνθήκες ενεργειακής πυκνότητας και υψηλής θερμοκρασίας, η πυρηνική ύλη υφίσταται μια φασική μετάβαση σε μια κατάσταση όπου τα κουάρκ και τα γκλουόνια δεν είναι πλέον περιορισμένα μέσα στα αδρόνια: το πλάσμα κουάρκ–γκλουονίων (QGP). Η αυξημένη παραγωγή παραδοξότητας, που είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα της δημιουργίας QGP σε πυρηνικές συγκρούσεις, ήταν χαρακτηριστικό των συγκρούσεων βαρέων ιόντων. Το 2017, το πείραμα ALICE δημοσίευσε την πρωτοφανή παρατήρηση της αυξημένης παραγωγής παράδοξων και πολυ-παράδοξων αδρονίων ακόμη και σε συγκρούσεις πρωτονίου–πρωτονίου (pp). Στην παρούσα εργασία αναλύονται τα πλήρη δεδομένα από τις συγκρούσεις Pb–Pb του Run 2, που συλλέχθηκαν από το πείραμα ALICE στο LHC, με σκοπό να απαντηθούν τα ερωτήματα που προέκυψαν από αυτή την απροσδόκητη παρατήρηση και να διερευνηθούν περαιτέρω οι μηχανισμοί παραγωγής παράξενων αδρονίων.