Irfu
La structure en quarks et gluons des hadrons
L'Irfu est fortement engagé dans l’étude de la structure du nucléon (le neutron ou le proton), et de sa description en termes de ses composants, les quarks et les gluons.
Il participe à la résolution de questions fondamentales qui concernent la façon dont ces composants définissent les nombres quantiques caractérisant le nucléon : étude de la contribution des quarks étranges à la structure électromagnétique, et du rôle des gluons dans la construction du spin du nucléon.
Une nouvelle ère s’est ouverte récemment grâce au concept de distribution de partons généralisée qui doit mener à une description tridimensionnelle du nucléon. L'irfu est largement impliqué dans cette évolution, aussi bien sur le plan théorique qu’expérimental.
maj : 10-12-2010 (32)
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06 octobre 2005
L’expérience E158, réalisée auprès de l’accélérateur linéaire de Stanford en Californie, a récemment publié un test très précis de l’interaction faible entre deux électrons. Ce résultat repousse un peu plus loin les limites d’une nouvelle physique dont les physiciens recherchent ardemment la première manifestation. |
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08 juin 2005
En 2003, on observait pour la première fois une particule constituée de plus de deux ou trois quarks. Cette nouvelle particule formée de 5 quarks, le pentaquark θ+, a été mise en évidence par trois expériences au Japon, en Russie puis aux USA et depuis cette date plusieurs expériences tentent de confirmer cette observation. Selon la théorie, l’existence du θ+ implique celle d’autres particules à 5 quarks. L’observation ... Lire la suite » |
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20 avril 2005
De quelles façons les propriétés des quarks, ultimes constituants de la matière, influencent- elles les composants du noyau atomique, les nucléons ? L’expérience Compass au Cern, qui prend des données depuis 2002, nous livre ses premiers résultats : une évaluation deux fois plus précise de la contribution du moment magnétique intrinsèque des quarks (le spin) à celui du nucléon et une première mesure des ... Lire la suite » |
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23 septembre 2005
Les quarks sont les composants de base des protons et des neutrons (les nucléons) mais il n’existe encore aucune description théorique complète de la façon dont ces quarks forment la structure interne des nucléons. Les récents résultats des expériences Happex menées auprès de l’accélérateur Cebaf du laboratoire Jefferson (Virginie, USA) apportent un nouvel éclairage sur cette description, en désaccord avec ce ... Lire la suite » |
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02 février 2004
Pour observer la forme des particules élémentaires, les physiciens utilisent de gigantesques microscopes électroniques, les accélérateurs d'électrons. Mais quand, avec le même appareil, deux observateurs voient deux images complètement différentes du proton, on commence à se poser des questions. Pierre Guichon (SPhN) et Marc Vanderhaeghen (université de Williamsburg) proposent une explication.
Parmi les particules élémentaires, le proton joue un rôle central car il constitue, sous forme d'hydrogène, la ... Lire la suite » |
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27 octobre 2006
Dix ans d’attente : Les physiciens de la collaboration Compass au Cern n'espéraient plus la livraison de leur nouvel aimant supraconducteur.
Arrivé au Dapnia avec un an de retard pour être testé, cet aimant fabriqué par une société privée se révéla de surcroît affecté par deux avaries majeures qui faillirent mettre définitivement terme au projet.
Il a fallu que les équipes du Dapnia déploient des ... Lire la suite » |
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26 juin 2012
Une équipe commune du service de physique nucléaire et du service des détecteurs, d’électronique et d’informatique de l’IRFU (SPhN et Sédi) a récemment montré que la nouvelle génération de détecteurs Micromegas pouvait être utilisée dans l’air atmosphérique. Grâce à la technologie des pistes résistives mise au point par le CERN, ce détecteur atteint en effet des gains ... Lire la suite » |
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06 juillet 2005
Le Dapnia a conçu et réalisé un aimant supraconducteur, avec les systèmes de contrôle et de sécurité associés, pour l’expérience CLAS/DVCS au laboratoire Jefferson (Virginie, USA). Cet aimant, formé de deux bobines et de conception cryogénique originale, vient s’insérer à l’intérieur de l’aimant toroïdal de CLAS, où son intégration magnétique et mécanique a ... Lire la suite » |
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29 octobre 2007
Une avancée majeure en physique hadronique
Le spin est une des propriétés quantiques des particules. Toutes les particules ont un spin. Les nucléons (les protons et les neutrons) qui composent le noyau des atomes en ont un, tout comme les gluons et les quarks dont ils sont faits. Mais en 1989, on a découvert que les quarks ne contribuaient pas autant au spin du nucléon que la théorie le prédisait et aucun mécanisme ne permettait d’expliquer ce déficit. Ce fut le début de la crise ... Lire la suite » |
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06 juillet 2010
Le pion, prédit par Yukawa en 1935 et découvert en 1947, est le premier d'une famille de particules appelées mésons, famille qui n'a pas cessé de s'agrandir depuis. Les mésons ordinaires sont composés d'un quark et d'un antiquark. La théorie de l'interaction forte prévoit également l'existence de mésons plus complexes, appelés exotiques. Activement recherchés depuis plus d'une dizaine d'années, leur existence ... Lire la suite » |
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29 novembre 2010
Des physiciens, ingénieurs et techniciens de l'Irfu mettent au point la prochaine génération de détecteurs de traces de type Micromegas. Les futures expériences de Compass au Cern et de Clas12 au Jefferson Lab, apportent de nouvelles contraintes de fonctionnement dont certaines sont telles que les détecteurs actuels ne peuvent les supporter tout en gardant leurs performances. Des tests de détecteurs comportant de nouvelles caractéristiques ont ... Lire la suite » |
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21 décembre 2012
Le détecteur Caméra, construit par l’Irfu, a été mis en place en Septembre 2012. Il est nécessaire pour mesurer des réactions exclusives auprès de Compass au CERN et il permettra l’exploration de la distribution spatiale des constituants des nucléons par la diffusion Compton virtuelle. |
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13 juillet 2005
Les nucléons (proton ou neutron) sont les constituants du noyau atomique, et possèdent tous un spin dont la valeur est ½. Les constituants des nucléons, les quarks et les gluons, possèdent eux aussi un spin, mais la contribution de chacun d’eux à celui du nucléon reste énigmatique. Au Cern, l’expérience Compass mesure ΔG/G(x), la polarisation des gluons dans le nucléon, qui est reliée à la contribution des spins des ... Lire la suite » |
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La diffusion Compton profondément virtuelle (DVCS), dont le diagramme est représenté ci-contre, est le processus exclusif "dur" le plus simple : la diffusion d'un électron sur un proton par échange d'un photon virtuel et la réemission d'un photon réel par le proton dans la voie finale (voir figure 1).
A haut Q2 (au moins 1 GeV2) et avec un transfert t petit (moins de 1 GeV2), on peut appliquer le formalisme des GPD ... Lire la suite » |
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La nature de ces nouvelles fonctions
Des progrès théoriques importants survenus dans les cinq dernières années permettent d'étendre considérablement la notion de distributions de partons dans un nucléon ou un méson. Ils fournissent un cadre unificateur entre des études de la structure du nucléon aussi différentes que, entre autres, la mesure de facteurs de forme en ... Lire la suite » |
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L'expérience "deep-ρ" ou DVMP dans le Hall B a été la première proposée au Jefferson Lab dans la problématique des distributions de partons généralisées [1]. La production exclusive de mésons est expérimentalement plus aisée que celle de photons (DVCS), mais a priori moins simple à interpréter. Elle a pour but de tester pour la première fois la validité et l'applicabilité du concept de ... Lire la suite » |
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Ci-dessous, quelques références bibliographiques récentes sur le sujet :
- Observation of exclusive DVCS in polarized electron beam asymmetry measurements. By the CLAS Collaboration (S. Stepanyan et al.). Jul 2001. 6pp. Phys.Rev.Lett.87:182002,2001
- Hard exclusive reactions and the structure of hadrons. By K. Goeke , Maxim V. Polyakov , M. Vanderhaeghen. Jun 2001. 114pp. hep-ph/0106012
- Measurement of the beam spin azimuthal asymmetry associated ... Lire la suite » |
 | Il s’agit de comprendre comment les nucléons sont constitués à partir des quarks et des gluons en interaction, et de prédire leurs propriétés (distribution de charge, moment magnétique, spin, résonances, …). Le service est engagé depuis plusieurs années dans l’étude du spin du nucléon. Plusieurs expériences ont montré que les quarks ne contribuent qu’à hauteur de 30 % au spin du ... Lire la suite » |
Expériences
