Un nouvel éclairage pour les interactions importantes
Les collisions d'hadrons hautement énergétiques procurent une importante quantité d'informations dans la physique nucléaire et la physique des particules. Outre une meilleure compréhension des structures intérieures du nucléon et du noyau, ces informations permettent d'étudier les interactions importantes entre les quarks et les gluons. La théorie des champs décrivant les interactions de ces particules élémentaires (composant les hadrons comme les protons, neutrons et pions) est la chromodynamique quantique (CDQ). Les collisions de hadrons à haute énergie servent également d'outils intéressants dans la recherche de la physique des particules au-delà du modèle standard. L'objectif principal du projet RESUQCD («Resummation of higher orders in QCD perturbation theory»), financé par l'UE, était de développer des techniques de sommation CDQ pour des éléments observables spécifiques, pour des prévisions théoriques de pointe. En particulier, RESUQCD a étudié la resommation des corrections logarithmiques des coupes transversales de diffusion dans la CDQ perturbatrice. Les résultats du projet pourraient conduire à un meilleur contrôle des prévisions théoriques pour de nombreuses coupes transversales dans la physique haute énergie, allant des expériences à objectif fixe aux accélérateurs de collision à haute énergie. Les travaux du projet s'avéreront importants pour les expériences en cours dans la physique haute énergie et la physique des particules dans le monde, comme COMPASS (Genève, Suisse), HERMES (Hambourg, Allemagne) et RHIC (Brookhaven, États-Unis). Leur principal objectif consiste à fournir de nouvelles informations sur la structure intérieure du nucléon. Cela ne peut être réalisé qu'en comparant les données avec les prévisions théoriques relatives à la cinématique de chaque expérience. Dans COMPASS et HERMES, les scientifiques ont utilisé des asymétries de rotation dans le processus de fusion photon–gluon pour explorer la distribution des gluons dans le nucléon, distribution qui dépend de la rotation. Dans les deux expériences à objectif fixe, les effets de resommation du seuil DCQ sont importants. RESUQCD a déduit la resommation des logarithmes de seuil sur toutes les commandes pour le processus de production photo gamma avec un momentum transversal élevé. RESUQCD a étudié plusieurs réactions DCQ pures, en se concentrant principalement sur leur phénoménologie. Les scientifiques ont étudié en particulier la production de jet au grand collisionneur de hadrons (Large Hadron Collider, LHC), où les calculs de resommation peuvent être utilisés pour prédire la taille des éléments dans la série perturbatrice. D'autres réalisations comprennent l'analyse des distributions de partons d'hélicité et la détermination des dépendances angulaires des différentes distributions de momentum transversaux au LHC qui donnent des informations uniques sur la dynamique des gluons. Les études de resommation de RESUQCD ont fourni de nouvelles informations sur la structure DCQ perturbatrice de poids fort, améliorant de la sorte la compréhension des interactions importantes.
Mots‑clés
Interactions importantes, diffusion d'hadron, chromodynamique quantique, sommation, théorie de la perturbation
