Hao Huang "Diffusion Compton profondément virtuelle dans le Hall C du Jefferson Lab"

jeudi 12 nov. 2026, 14:00 → 16:00 Europe/Paris

100/-1-A900 - Auditorium Joliot Curie (IJCLab)

Diffusion Compton profondément virtuelle dans le Hall C du Jefferson Lab

 

Résumé :

 

L’un des objectifs de la physique moderne est de comprendre la structure interne et la dynamique des nucléons, à savoir les protons et les neutrons, qui constituent les éléments fondamentaux de la matière visible. Différentes fonctions de structure décrivent la structure interne et la dynamique des nucléons sous différents aspects, et les distributions de partons généralisées (Generalized Parton Distributions, GPDs) en fournissent l’une des descriptions les plus complètes. Parmi les processus exclusifs permettant d’accéder aux GPDs, la diffusion Compton profondément virtuelle (Deeply Virtual Compton Scattering, DVCS) est l’une des réactions les plus propres.

Le Jefferson Lab (JLab) est l’un des principaux laboratoires dédiés aux études expérimentales de la physique hadronique et aux mesures de DVCS. Une expérience dédiée à la DVCS a été menée dans le Hall C en 2023 et 2024 à l’aide du spectromètre de particules neutres (Neutral Particle Spectrometer, NPS), récemment installé. Le calorimètre du NPS est constitué de 1080 cristaux de tungstate de plomb et a été utilisé pour détecter les photons réels produits lors du processus DVCS avec de hautes résolutions en énergie et en position. Cette expérience vise à fournir des mesures précises des sections efficaces de DVCS et des informations précieuses sur les GPDs.

À la suite de l’expérience, les données du calorimètre NPS ont été soigneusement analysées et calibrées afin d’optimiser ses résolutions en énergie et en position. Un cadre de simulation Monte-Carlo a été développé afin de modéliser l’acceptance et la réponse du détecteur nécessaires à l’extraction des sections efficaces. Après une sélection supplémentaire des événements et l’application de corrections liées aux efficacités des détecteurs et à l’acceptance, les sections efficaces de DVCS ont été extraites pour l’une des configurations cinématiques de l’expérience. Les sections efficaces mesurées ont été comparées à un ajustement global des données de DVCS afin d’examiner leur cohérence avec la description phénoménologique existante.

 

Deeply Virtual Compton Scattering in Hall C at Jefferson Lab

Abstract

One of the goals of modern physics is to understand the internal structure and dynamics of nucleons, namely protons and neutrons, which are the building blocks of visible matter. Generalized Parton Distributions (GPDs) provide one of the most comprehensive frameworks to describe the internal structure and dynamics of nucleons. Deeply Virtual Compton Scattering (DVCS) is the cleanest exclusive process to access GPDs. Jefferson Lab (JLab) is one of the leading facilities for experimental studies of hadron physics and DVCS measurements. A dedicated DVCS experiment was conducted in Hall C in 2023 and 2024 using the newly installed Neutral Particle Spectrometer (NPS) to detect the real photons produced in the DVCS process with high energy and position resolutions. This experiment aims to provide precise measurements of the DVCS cross sections and valuable insights into GPDs.

 

The NPS was installed in Hall C in the summer of 2023, and its commissioning and troubleshooting were completed before the start of the experiment. During the experiment, energy calibration was performed periodically using cosmic-ray and electron-proton elastic scattering data to maintain the stable performance of the NPS calorimeter. After the experiment, an advanced energy calibration using π⁰ → γγ is employed to improve the calibration quality. An analysis of the shower-depth correction was also performed to optimize the position resolution in the NPS calorimeter. A Monte Carlo simulation framework was prepared to model the detector acceptance and response, as well as the radiation corrections. This simulation framework is then used to correct for acceptance and bin migration, which are required for cross-section extraction. After further event selection and corrections for detector efficiencies, the DVCS cross sections were extracted for one of the experimental kinematic settings using an unfolding procedure. The measured cross sections were compared with a global fit to DVCS data to examine their consistency with the existing phenomenological description.