Les constituants ultimes de la matière 
La structure en quarks et gluons des hadrons
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers Le Service de Physique Nucléaire
Figure 1 : Domaine en xB et Q2 pour CLAS à 6 GeV ainsi que pour d'autres expériences.
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 distributions de partons généralisées (GPD) au domaine cinématique accessible à Jefferson Lab à 6 GeV, représenté sur la figure 1. Les prises de données ont eu lieu d’octobre 2001 à Janvier 2002.
Figure 2 : Avec CLAS on mesure l’électron diffusé, le proton de recul, et un pion chargé positivement : ep→epπ+X. La tache horizontale correspond à ep → epρ (le ρ se désintègre en deux pions et a une grande largeur) et celle verticale à ep → epω (le ω se désintègre en trois pions – d’où l’extension verticale – et a une faible largeur).
Un ensemble de réactions exclusives sont examinées à l'aide de CLAS : ep → epρ, ω, φ, ... (voir figure 2 pour illustration). Une étudiante du groupe a consacré sa thèse à l’électroproduction du méson ω [2] et a obtenu le prix SURA 2004 de la meilleure thèse sur des travaux au Jefferson Lab. Le formalisme des GPD ne s’applique pas à ce canal et l’on comprend mieux pourquoi maintenant. Le canal du méson ρ a été analysé par un post-doc à l’IPN-Orsay et au sein du groupe à Saclay [3]. Celui du méson φ a été abordé par nos collègues américains [4].
Enfin, comme sous-produit de l’expérience CLAS/DVCS [5] dont les prises de données ont eu lieu en 2005, une première analyse de l’électroproduction de pions neutres (π0) a été effectuée par une post-doc du groupe [6].
Toutes ces expériences confirment la difficulté de déterminer les GPDs du nucléon par la mesure de l’électroproduction de mésons. Le canal du ρ est plus prometteur, mais demande encore plus de travaux théoriques. Pour cette problématique, l’extension à 11 GeV de l’énergie de l’accélérateur CEBAF du JLab permettra d’atteindre des valeurs plus grandes de la variable Q2 (voir ligne correspondante sur figure 1) et donc d’en simplifier l’interprétation. L’électroproduction exclusive de mésons demeure un passage obligé pour la séparation en types et saveurs des différentes GPDs.
[1] Expérience 99-105, M. Garçon, M. Guidal & E. Smith porte-parole, http://www.jlab.org/exp_prog/proposals/99/PR99-105.pdf.
[2] L. Morand et al. (CLAS), Eur. Phys. J. A 24, 445 (2005).
[3] S.A. Morrow et al. (CLAS), Eur. Phys. J. A 39, 5 (2009).
[4] J.P. Santoro, PhD thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, 2004.
[5] Expériences 01-113 et 06-003, V. Burkert, L. Elouadrhiri, M. Garçon & S. Stepanyan porte-parole, http://www.jlab.org/exp_prog/proposals/06/PR06-003.pdf.
[6] R. De Masi et al. (CLAS), Phys. Rev. C 77, 042201 (2008).
maj : 22-10-2009 (2642)
