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14 Sept. 2005 Axe "Structure du Nucléon" F. Sabatié

Axe « Structure du nucléon », aspects expérimentaux

Les contributions expérimentales du SPhN suivent directement les problématiques décrites dans l’exposé de P. Guichon:

- Facteurs de Formes (étranges): HAPPEX@JLab.

- Fonction de Structure polarisée du gluon: COMPASS@CERN.

- Distributions de Partons Généralisées: DVCS@JLab (et CERN après 2010)

Caractéristiques essentielles de notre implication: toutes les expériences sur lesquelles nous travaillons ont un porte-parole du SPhN et font l’objet d’uneforte implication technique.


Les Accélérateurs

Jefferson Lab (Virginia, USA)Continuous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF)

CERNSuper Proton Synchrotron (SPS, ligne M2)

Faisceau continu d’électrons• Energie jusqu’à 6 GeV• Faisceau intense et continu• Polarisation 75-85%• Qualités de faisceau remarquables• 3 Halls expérimentaux simultanément

Faisceau pulsé de muons• Faisceau pulsé secondaire du SPS• Energie jusqu’à 200 GeV• Polarisation 75-80%

2 linacs supra

2 arcs de recirculation,jusqu’à 5 passages

COMPASS


HAPPEX: violation de parité en diffusion élastique e p → e p

Les contributions des quarks étranges à la charge et au moment magnétique dunucléon peuvent être mesurées en diffusion élastique. La force faible est responsable de la violation de la symétrie « parité » et ouvre une fenêtre essentielle sur la structure en quarks étranges du nucléon.

25 mètres

Dipôle

Cible

Spectromètre de Haute Résolution du Hall ASpectromètre de Haute Résolution du Hall A

Expérience dans le Hall A de Jefferson Lab. Détection de l’électron dans le:


HAPPEX: violation de parité en diffusion élastique e p → e p

Implications du Dapnia:-Réalisation d’un polarimètre Compton-Réalisation d’un détecteur d’électrons à haut flux

Les résultats actuels semblent indiquer une contribution grande et positive des quarks étranges au moment magnétique du nucléon, alors que bien des modèles prévoyaient une contribution petite et négative! Plus de précision pour bientôt.

Les contributions des quarks étranges à la charge et au moment magnétique dunucléon peuvent être mesurées en diffusion élastique. La force faible est responsable de la violation de la symétrie « parité » et ouvre une fenêtre essentielle sur la structure en quarks étranges du nucléon.


COMPASS: mesure de la polarisation des gluons dans le nucléon

SM1 dipoleSM1 dipole

SM2 dipole

Cible polarisée

HCAL1

SPS 160 GeV 2.108 pol. /spill

Micromegas, Chambres à dérive

Chambres à dérive

trigger-hodoscopes

RICH_1

straws

DW45

Collaboration COMPASS:

250 physiciens, 26 instituts

Contributions DAPNIA en rouge

60 mètres


COMPASS: des réalisations techniques importantes

MicroMegas (SEDI)Trajectographes haute résolution

à haut-flux12000 voies sur 3 stations de 4 plans

[Première utilisation dans une expérience]

Chambres à dérives (SEDI)Trajectographes de grandes dimensions

4 stations de 8 plans


COMPASS: Présent, moyen terme et long terme

Présent: Fait Marquant de F. Kunne

Moyen terme: Polarisation des gluons et polarisation transverse des quarksAmélioration du spectromètre (d’ici au printemps 2006)- Nouvel aimant supra de grand diamètre pour la cible.- Nouvelle chambre à dérive de grande dimension.- Nouvelle électronique pour le détecteur « RICH ».

Long Terme: Le groupe COMPASS/GPD travaille sur un projetde Diffusion Compton Virtuelle à l’horizon 2010

Ajout d’un détecteur pour les protons de recul(prototype actuellement sous financement Européen)

RICH


Les Distributions de Partons Généralisées forment une description complète du nucléon et permettent

notamment d’extraire le moment orbital angulaire porté par les quarks

Une nouvelle loupe sur la structure du nucléon


La Diffusion Compton Virtuelle (DVCS) e p → e p - Hall A

Expérience de haute précision

Calorimètre Electromagnétique (SIS)Détecteur de Protons (SIS)

Analyse en cours,résultats prévus pour

l’automne 2005 !

Spectromètre HRS du Hall A


…jusqu’à l’installationdans le Hall B.

La Diffusion Compton Virtuelle (DVCS) e p → e p - Hall B/CLAS

Aimant supraconducteur (SACM/SIS)

Calorimètre électromagnétique (SIS)

Analyse en cours,résultats prévus pour 2006

Expérience dans un grand domaine cinématique


Conclusions et perspectives

Le SPhN participe aux expériences de pointe sur la structure du nucléon. Les expériences HAPPEX II, COMPASS et DVCS à JLab (Halls A et B) sont en cours d’analyse et vont apporter un éclairage nouveau et important sur la structure du nucléon en terme de quarks et de gluons.

A chaque fois, un membre de l’équipe est co-porte-parole de l’expérience, et l’implication technique DAPNIA y est importante et décisive.

A long terme (2010+), deux projets phares et complémentaires pour une étude extensive des Distributions de Partons Généralisées:

Jefferson Lab à 12GeV et son nouveau détecteur degrande acceptance CLAS12

COMPASS/GPD avec un nouveau détecteur de recul


COMPASS

J. Ball

Y. Bedfer

F. Kunne

J.-M. Legoff

A. Magnon

C. Marchand

D. Neyret

S. Platchkov

J. Zhao

T. Daphni

S. Panebianco

S. Procureur

COMPASS/GPD

E. Burtin

N. D’Hose

J. Marroncle

M. Seimetz

JLab/GPD

J. Ball

M. Garçon

F. Sabatié

R. De Masi

F.-X. Girod

C. Munoz Camacho

JLab/Violation de Parité

D. Lhuillier

Légende:Porte-parolePostdocEtudiant

Les acteurs au Service de Physique Nucléaire

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