Measurement of D0 production in Proton-Proton Collisions at s = 7 TeV with the ALICE Detector

L’argomento di questa tesi è la misura della produzione di charm in collisioni protone-protone a LHC con l’esperimento ALICE. Lo scopo dell’esperimento è lo studio dello stato della materia di QCD che si forma in collisioni nucleo-nucleo ad alta energia. I quark pesanti (charm e beauty) sono ritenuti delle sonde privilegiate per lo studio delle proprietà di questo stato della materia, attraverso il confronto delle loro quantità di produzione di interazioni piombo-piombo e protone-protone. I primi due capitoli della tesi introducono le motivazioni per la misura. In seguito, viene descritto l’esperimento ALICE con i suoi rivelatori e le loro prestazioni. Le attività svolte durante la tesi sono presentate negli ultimi due capitoli: la misura della risoluzione in parametro d’impatto delle tracce ricostruite; la misura della sezione d’urto di produzione del mesone D0 in collisioni pp all’energia di 7 TeV nel centro di massa. Il parametro d’impatto di una traccia è definito come la distanza tra la traccia e il vertice primario dell’interazione pp. Questa quantità è cruciale per la separazione di vertici di decadimento secondari di particelle con charm e beauty, come i mesoni D. La risoluzione, determinata principalmente dal rivelatore a pixel di silicio (il più preciso e più vicino al punto di interazione), è stata misurata attraverso un metodo appositamente sviluppato ed è risultata coerente con le prestazioni attese. La produzione di charm in collisioni pp è stata misurata ricostruendo i decadimenti adronici del mesone D0 (D0-> K-pi+). La selezione del segnale rispetto al fondo combinatorio utilizza l’identificazione del kaone e di tagli geometrici legati alla separazione del vertice di decadimento dal vertice primario di interazione. La sezione d’urto di produzione è stata misurata nell’intervallo da 2 a 12 GeV/c di momento trasverso. I calcoli di QCD perturbativa descrivono bene i valori sperimentali. La misura ha fornito il riferimento per la prima valutazione preliminare degli effetti della materia di QCD sulla produzione di charm in collisioni nucleo-nucleo.