Probing the Quark Gluon Plasma with B0s and B+ Mesons: Cross Sections in pp and Nuclear Modification Factors in PbPb Collisions

O plasma de quark e gluões (QGP) é uma das mais intrigantes fronteiras da Física de Partículas. Esta forma exótica da matéria forma-se apenas em condições extremas, de temperatura e densidade, e que agora são recreáveis através de colisões relativístas de iões pesados. O estudo deste fenómeno fornece informações essenciais sobre a sua extensa formulação teórica, a cromodinâmica quântica.

Os mesões B têm-se recentemente mostrado extremamente relevantes para sondar o QGP, particularmente devido ao longo tempo de vida dos quarks b permitirem tanto registar os efeitos do meio que atravessaram como uma reconstrução mais clara. Explorando esta última vantagem, ao longo desta tese são realizadas medições das secções eficazes dos mesões B^+ e B_s^0 em função do momento transversal, p_T, em colisões protão-protão a \sqrt s=5.02\ TeV. Os dados analisados foram adquiridos pelo detetor CMS, durante a operação do LHC em 2017.

O sinal dos dois mesões B foram respetivamente explorados nos canais de B_s^0\rightarrow J/\psi\left(\mu^+\mu^-\right)\phi\left(K^+K^-\right)\ e B^+\rightarrow J/\psi(\mu^+\mu^-)K^+. As secções eficazes medidas foram comparadas à previsão teórica FONLL e observou-se uma boa concordância.

Para quantificar os efeitos do QGP no espetro de mesões B determina-se os respetivos fatores de modificação nuclear, R_{AA}. Em ambos os mesões observa-se uma elevada supressão da sua produção, sendo os mesões B_s^0 ligeiramente menos suprimidos que os mesões B^+.\ \ A baixo p_T, o R_{AA} do mesão B_s^0 é compatível com a hipótese de coalescência entre quarks