Le Département d'Électronique des Détecteurs et d'Informatique pour la Physique

Cette thèse porte d'une part sur l'étude de la réaction πN → ηN dans le cadre d'un formalisme de Lagrangiens effectifs permettant de traiter cinq voies couplées méson-baryon (πN, ηN, πΔ, σN, ρN) et d'autre part sur celle de la réaction γN → ηN dont la voie directe est décrite grâce à un formalisme de quarks constituants et dont les voies couplées sont basées sur le même formalisme que celles de la réaction πN → ηN.

Nous avons construit des modèles dans un domaine en énergie totale dans le centre de masse situé entre le seuil de chacune des réactions et environ 2 GeV. Ces modèles incluent des résonances connues dans cette gamme en énergie à savoir S₁₁(1535), S₁₁(1650), P₁₁(1440), P₁₁(1710), P₁₃(1720), P₁₃(1900), D₁₃(1520), D₁₃(1700), D₁₅(1675), F₁₅(1680), F₁₅(2000) et F₁₇(1990). Pour cela, les paramètres libres ont été ajustés sur des données expérimentales relativement anciennes pour la réaction π^-p → ηn et plus récentes pour γp → ηp.

Pour le processus π^-p → ηn, compte tenu de l'hétérogénéité de la base de données, nous avons obtenu une description acceptable des observables mesurées. Les composantes les plus importantes du modèle sont : S₁₁(1535), S₁₁(1650), P₁₃(1720), F₁₅(1680) et D₁₃(1520). Pour la réaction de photoproduction γp → ηp, la base de données, nettement plus riche et davantage cohérente, inclut des sections efficaces différentielles et des observables de simple polarisation. Le modèle obtenu est dominé par les résonances : S₁₁(1535), S₁₁(1650), D₁₃(1520), P₁₃(1720) et F₁₅(1680).

Le caractère suffisamment sophistiqué des formalismes et l'abondance des données précises pour la photoproduction nous ont permis de rechercher de nouvelles résonances nucléoniques. Notre étude montre un rôle important joué par une nouvelle résonance S₁₁ dont nous avons extrait la masse et la largeur (M=1707 MeV, Γ=222 MeV) et une contribution moins forte mais non négligeable d'une nouvelle D₁₃ (M=1950 MeV, Γ =139 MeV).

L'ensemble de nos résultats contribuent à une amélioration de nos connaissances sur les propriétés des résonances établies. Les nouvelles résonances mises en avant dans ce travail constituent des éléments supplémentaires dans l'étude de la spectroscopie des baryons en particulier par des approches basées ou inspirées de la QCD.