Resumo: Em condições normais, a matéria nuclear é constituída de quarks confinados em hádrons, como o próton e o nêutron. Porém, em condições de densidade de energia muito alta, é esperado que seja formado um plasma de quarks e glúons, o ‘Quark-Gluon Plasma’ (QGP), no qual quarks e glúons encontram-se desconfinados. Essa matéria em condições extremas pode ser recriada no laboratório, o que é feito atualmente nos aceleradores RHIC, em Nova Iorque, nos Estados Unidos, e LHC, em Genebra, na Suíça. A modelagem destes sistemas é extremamente desafiadora e é usualmente feita através de uma descrição efetiva do QGP na qual é empregada hidrodinâmica relativística para expandir um fluído semi-contínuo, efetivamente utilizando as interações da QCD apenas indiretamente via uma equação de estado que é usada na hidrodinâmica. Neste trabalho, nós nos propomos a não seguir este molde e acoplamos um simulador de interações nucle- ares inspirado na QCD, o PYTHIA/Angantyr, e um simulador de cascata hadrônica, o UrQMD, para simular colisões nucleares isentas de QGP e nas quais a modelagem é feita de forma tal que cada interação é acompanhada de forma precisa pelos modelos. Os resultados da nossa cadeia de simulação PYTHIA/Angantyr + UrQMD indicam que vários dos sinais usualmente atribuídos exclusivamente à presença de um QGP na realidade já aparecem mesmo na ausência deste. Desta forma, este trabalho sugere forte- mente que é necessária mais atenção a modelos controle, nos quais não há QGP, para isolar efeitos exclusivamente devidos ao QGP. Finalmente, este trabalho ainda aponta uma direção nova para a modelagem de colisões de íons pesados na qual as interações são todas rastreadas e realizadas individualmente, ao contrário do que é usualmente feito na literatura de íons pesados Ver menos

Abstract: In typical conditions, nuclear matter is comprised of quarks confined into hadrons such as protons and neutrons. However, at very high energy densities, matter may undergo a phase transition into a quark-gluon plasma (QGP) in which quarks and gluons are no longer confined into hadrons. This exotic state of matter can be recreated in a laboratory by colliding two heavy nuclei at relativistic energies, as is done at RHIC, in New York, USA, as well as at the LHC, in Geneva, Switzerland. Modeling the evolution of the QGP is a very challenging task that is usually done employing an effective description using hydrodynamics to expand a fluid. In these codes, base QCD interactions are only sampled indirectly and are encoded in an Equation of State that is used in hydrodynamics. In this work, we propose an alternate approach in which we use a QCD-inspired nuclear collision simulator, PYTHIA/Angantyr, coupled to a hadronic cascade simulator, UrQMD, to generate a full nuclear collision without a QGP and in which each and every interaction is tracked individually and modeled to the best of our knowledge in terms of QCD. The results from this PYTHIA/Angantyr + UrQMD simulation chain suggest that several signatures of the QGP are already present even in a system in which no locally equilibrated plasma is present. Therefore, this work suggests that further developments in control models in which no QGP is present is needed to truly isolate QGP-related effects. Finally, this work also points to a bold new direction in heavy-ion collision modeling in which all interactions are tracked and executed individually with QCD as much as possible, in contrast to the vast majority of modeling efforts in the field of heavy-ion collisions Ver menos