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Abstract :
One of the most important unresolved questions of quantum chromo-dynamic (QCD) is the formation of nuclei and the nature of the nucleon-nucleon interaction in term of fundamental degrees of freedom, i.e. quarks and gluons. In particular, the modification of the nucleon structure function in the nuclear medium (EMC effect) is still a mystery 30 years after its discovery. We propose to study this question using the Generalized Parton Distribution (GPD) framework. The GPDs are structure functions correlating the longitudinal momentum and transverse position of partons. The GPDs are accessible through exclusive reactions such as the Deeply Virtual Compton Scattering (DVCS). The study of DVCS on nuclei is a new way to study the interactions between quarks in the nuclear medium. DVCS on helium-4 was measured at Jefferson Lab (USA) using the CLAS detector and the 6 GeV polarized electron beam. This work extends our knowledge of nuclei by analyzing the incoherent DVCS process on nitrogen. We used the CLAS experiment data which successfully measured the DVCS process on polarized protons, using an ammonia (NH3) polarized target. This work will detail the procedure used to subtract the proton background from the ammonia target in order to analyze the incoherent DVCS channel on nitrogen. Beam-spin asymmetries of the incoherent DVCS process on nitrogen will be presented et compared to the helium-4 results.
Étude de la structure du nucléon avec CLAS à Jefferson Lab : Diffusion Compton Profondément Virtuelle sur l'azote
Résumé :
L'une des plus importantes questions non résolues de la chromodynamique quantique (QCD) est la formation des noyaux et la nature de l'interaction nucléon-nucléon à partir de ses degrés de libertés fondamentaux : les quarks et les gluons. En particulier, la modification de la structure en quark des nucléons dans le milieu nucléaire (effet EMC) est toujours un mystère plus de 30 ans après sa découverte. Nous proposons d'étudier ce problème à l'aide du formalisme des distributions de partons généralisées (GPD). Les GPDs sont des fonctions de structure corrélant l'impulsion longitudinale et la position transversale des partons. Les GPDs sont accessibles via des réactions exclusives comme la diffusion Compton profondément virtuelle (DVCS). L'étude du DVCS dans les noyaux est une nouvelle façon d'étudier les interactions entre les quarks dans le milieu nucléaire. Le DVCS sur l'helium-4 a été mesuré au Jefferson Lab (aux États-Unis), utilisant le détecteur CLAS et un faisceau d'électrons polarisé à 6 GeV. Ce travail approfondit notre connaissance des noyaux en analysant la réaction DVCS incohérent sur l'azote. Les données utilisées sont celles de l’expérience CLAS qui ont mesuré avec succès le processus DVCS sur des protons polarisés et utilisant une cible polarise d'ammoniac (NH3). Ce travail détaillera la procédure utilisée pour soustraire le background proton de la cible d'ammoniac afin d'analyser le canal DVCS incohérent sur l'azote. Les asymétries faisceau-spin du processus DVCS incohérent sur l'azote seront présentées et comparées aux résultats de l'helium-4.
Membres du jury :
- Raphael DUPRE, Chargé de recherche, Université Paris-Saclay GS Physique, Directeur de thèse
- Stepan STEPANYAN, Professor, Old Dominion University, Rapporteur
- Lamiaa EL FASSI, Professor, Mississippi State University, Rapporteur
- Sergio SCOPETTA, Professor, Università degli Studi di Perugia, Examinateur
- Zein-Eddine MEZIANI, Senior Scientist, Argonne National Laboratory, Co-encadrant de thèse
- Beatrice RAMSTEIN, Directrice de recherche, Université Paris-Saclay GS Physique, Examinateur