Conclusion

Cette étude comparative des trois configurations successives des détecteurs de trajectographie de STAR permet de formuler plusieurs commentaires:

Populations relatives des différents types de vertex:

L'introduction du SSD combinée à
une nouvelle approche de la reconstruction des traces permet d'inverser les populations des types de vertex TPC-TPC et VTX-VTX entre les configurations II et III à l'avantage des vertex composés de traces complètes. Les trois types de vertex étant de qualité très différentes, l'implication sur la reconstruction puis l'identification des particules étranges sont capitales. Cet argument devrait être renforcé par le développement d'un algorithme de trajectographie plus performant, notamment pour les particules secondaires.

Amélioration de la qualité des vertex reconstruits:

La résolution en position pour les vertex composés de traces complètes est améliorée d'un facteur 5 comparativement aux vertex reconstruits avec seulement la TPC. Cette amélioration a des conséquences sur l'efficacité de l'identification puisque la totalité des coupures concerne des caractéristiques spatiales de ces vertex.

Amélioration du taux de reconstruction des particules étranges:

Pour un rapport signal sur bruit de 5, nous obtenons un gain sur la reconstruction des $K^{0}_{s}$ de 4.4 par rapport à la configuration I et de 1.7 si l'on considère la configuration II comme référence. Cette amélioration est encore plus sensible pour la reconstruction des $\Lambda$ et $\overline {\Lambda }$, puisque dans cette situation, le nombre de particules étranges identifiées est augmenté d'un facteur 3.85 par rapport à la configuration I et 3.1 en se référant à la deuxième configuration. Cet apport du SSD est d'autant plus important qu'une coupure sur les impulsions transverses inférieures à 100 $MeV/c$ est explicitement appliquée sur l'ensemble des traces.

Les figures 5.14, 5.15 et 5.16 présentent un récapitulatif des résultats de la configuration III, respectivement pour les $K^{0}_{s}$, les $\Lambda$ et les $\overline {\Lambda }$. Les histogrammes non colorés représentent les distributions des particules étranges dans HIJING, les spectres hachurés font référence aux particules étranges pour lesquelles les produits de désintégration ont été mesurés dans la TPC. Les distributions grisées représentent le résultat de la reconstruction avec une valeur du signal sur bruit de 5, pour la configuration III.

Figure 5.14: Distributions en rapidité et $P_{t}$ des $K^{0}_{s}$, $\frac{S}{N} = 5$.

Figure 5.15: Distributions en rapidité et $P_{t}$ des $\Lambda$, $\frac{S}{N} = 5$.

Figure 5.16: Distributions en rapidité et $P_{t}$ des $\overline {\Lambda }$, $\frac{S}{N} = 5$.

Les distributions en rapidité des particules étranges générées par HIJING sont en accord avec les mécanismes de production de celles-ci. En effet, à ces énergies, le modèle des cordes qui décrit raisonnablement les taux de production observés expérimentalement, explique la présence de $\Lambda$ dans la région de fragmentation (autour de $\vert y\vert=4$) par des cordes se formant entre un diquark et un quark de deux nucléons appartenant aux deux noyaux d'or incidents. Le diquark emportant la presque totalité de l'impulsion initiale et le nombre quantique baryonique, si la corde fragmente en formant une paire de quarks ( $s\overline{s}$), la probabilité de créer un $\Lambda$ est importante pour peu que le diquark soit composé d'une paire de quark (ud). Nous n'observons pas d'antibaryons étranges dans cette même région de rapidité puisque les nucléons incidents ne sont composés que de quark de valence de types u ou d. Les baryons et antibaryons étranges sont formés dans la région de rapidité centrale par un mécanisme de même nature: une corde fragmente par création de deux paires de diquarks, l'impulsion étant emportée par les extrémités de la corde, les baryons ainsi créés ont une impulsion longitudinale faible. Les $K^{0}_{s}$ sont également produits par création de paires ( $s\overline{s}$) lors de la fragmentation des cordes, et sont donc émis à rapidité centrale.

Comme il était attendu, la reconstruction des particules étranges semble plus efficace à haute impulsion transverse puis décroît ensuite de façon sensible à partir de 600 MeV/c comme le montre la distribution en impulsion transverse des $K^{0}_{s}$.

Les résultats intégrés conduisent à des efficacités de reconstruction de l'ordre de 10% pour les mésons étranges et 5 à 6% pour les baryons et antibaryons étranges.

Ces résultats sont néanmoins largement améliorables en augmentant l'efficacité de reconstruction des particules secondaires ainsi qu'en développant une trajectographie dédiée à la reformation des traces de basse impulsion transverse. Ces deux tâches sont actuellement en cours de développement, notamment au laboratoire SUBATECH.