Au travers de collisions d’ions lourds hautement énergétiques, nous espérons amener la matière nucléaire (protons, neutrons, etc.) dans un état qui correspondrait à celui de l’univers quelques micro-secondes après le Big Bang. Dans ces conditions extrêmes, une transition de phase a lieu provoquant le déconfinement des particules élémentaires qui constituent cette matière nucléaire. Il se forme alors un Plasma de Quarks et de Gluons (PQG). Ce domaine de physique permet d’explorer le diagramme de phase de la matière nucléaire et ainsi de mieux comprendre les interactions entre particules élémentaires.
Le groupe ALICE-Muon de SUBATECH participe fortement à la seule expérience entièrement dédiée à la physique du PQG auprès du collisionneur LHC (CERN, Genève, Suisse) : ALICE. Lors des collisions d’ions lourds, des particules formées de deux quarks charmés, telles que les quarkonia J/psi, sont créées et traversent le milieu nucléaire chaud. A partir d’une certaine densité d’énergie (ou température), ces particules « fondent » dans le PQG et une baisse de leur nombre est observée, cette baisse étant d’autant plus importante que la température du PQG est grande. C’est ce que l’on appelle la suppression du J/psi, qui a été observée dans différents accélérateurs, à différentes énergies : SPS au CERN, RHIC à BNL, et LHC au CERN lors du Run1 2010-2013. Cependant, la suppression mesurée au LHC à 2.76 TeV s’est avérée moins importante que celle mesurée au RHIC à 200 GeV ou au SPS à 17 GeV. Ce résultat surprenant pourrait être dû à un mécanisme de régénération des J/psi dans le PQG : les quarks charmés seraient si nombreux qu’ils pourraient recréer des J/psi par hasard, à la fin de la vie du plasma.
Après 2 ans d’arrêt pour la mise à niveau de l’accélérateur, le LHC va entamer en 2015 son Run 2. L’énergie disponible dans le centre de masse sera plus grande que lors du Run1 (5 TeV au lieu de 2.76 TeV), permettant de voir comment va évoluer la suppression, et la luminosité sera deux fois plus importante, permettant d’affiner certaines mesures. L’objectif de cette thèse sera de mener à bien l’analyse des données qui seront collectées lors des collisions plomb-plomb. Les J/psi seront détectés via leur décroissance en dimuon dans le spectromètre à muons d'ALICE qui couvre le domaine en rapidité 2.5<y<4.0.
L’étudiant, qui sera membre à part entière de la collaboration internationale ALICE, participera aux prises de données au point 2 du LHC.

Laboratoire : Subatech
Encadrement de la thèse : Laurent Aphecetche (0251858417)
Financement : allocation in2p3-région demandée