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Chapitre 7 • Le zoo des hadrons
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Qua rk initial
Régime perturbatif
showering
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Jet: hadrons
egime
a rons Désintégrations I'
(
)
non perturbatif instables
egers ><, K . n , p , A ,
et aut res : e, µ ,7 ...
Figure 7.4 - Formation d'un jet de particules à partir d'un quark haute énergie.
Des approches numériques, voisines de méthode d'éléments finis, peuvent être
utilisées, en théorie, pour résoudre les équations du mouvement en régime non perturbatif. Ces calculs, dits QCD sur réseau, sont extrêmement coûteux en temps de
calcul. Ils permettent aujourd' hui, sous certaines hypothèses simplificatrices, de calculer les niveaux d' énergie des états liés (masse des hadrons) avec une précision de
l' ordre du pourcent.
7.3.3 Structure des hadrons à haute énergie
Expérimentalement, on ne peut réaliser que des collisions (diffusions) entre hadrons
(principalement protons et/ou antiprotons). À grande énergie, l'intensité de l'interaction diminue sensiblement. À courte distance (très inférieure du fermi, soit pour une
énergie E » 200 MeV : : ; : : ; !\ Qco), un hadron peut être décrit comme un ensemble
de quarks et de gluons libres : c' est la liberté asymptotique. Les sous-structures des
hadrons sont appelées partons, qui peuvent être :
• un quark ou un antiquark de valence: l'un des trois quarks constituant le hadron;
• un quark ou un antiquark de la mer : l' un des quarks virtuels du vide QCD polarisé ;
• un gluon.
La strucure du proton en termes de partons dépend de l' échelle de longueur ou d'énergie considérée. On décrit ce contenu par des densités de paitons qui donnent la probabilité de trouver un parton d' un type donné (quark u, quark d, gluon, ... ) portant une
fraction x de l'impulsion du hadron. Ces densités contiennent la structure non perturbative de la théorie et doivent être déterminées expérimentalement. Par exemple,
les densités de partons du proton sont déterminées en mesurant les sections efficaces
de diffusion inélastique de l'électron (sonde ponctuelle, neutre de couleur) sur le proton. De manière analogue aux constantes de couplage, l' évolution de ces densités
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Figure 7.4 - Formation d'un jet de particules à partir d'un quark haute énergie.
Des approches numériques, voisines de méthode d'éléments finis, peuvent être
utilisées, en théorie, pour résoudre les équations du mouvement en régime non perturbatif. Ces calculs, dits QCD sur réseau, sont extrêmement coûteux en temps de
calcul. Ils permettent aujourd' hui, sous certaines hypothèses simplificatrices, de calculer les niveaux d' énergie des états liés (masse des hadrons) avec une précision de
l' ordre du pourcent.
7.3.3 Structure des hadrons à haute énergie
Expérimentalement, on ne peut réaliser que des collisions (diffusions) entre hadrons
(principalement protons et/ou antiprotons). À grande énergie, l'intensité de l'interaction diminue sensiblement. À courte distance (très inférieure du fermi, soit pour une
énergie E » 200 MeV : : ; : : ; !\ Qco), un hadron peut être décrit comme un ensemble
de quarks et de gluons libres : c' est la liberté asymptotique. Les sous-structures des
hadrons sont appelées partons, qui peuvent être :
• un quark ou un antiquark de valence: l'un des trois quarks constituant le hadron;
• un quark ou un antiquark de la mer : l' un des quarks virtuels du vide QCD polarisé ;
• un gluon.
La strucure du proton en termes de partons dépend de l' échelle de longueur ou d'énergie considérée. On décrit ce contenu par des densités de paitons qui donnent la probabilité de trouver un parton d' un type donné (quark u, quark d, gluon, ... ) portant une
fraction x de l'impulsion du hadron. Ces densités contiennent la structure non perturbative de la théorie et doivent être déterminées expérimentalement. Par exemple,
les densités de partons du proton sont déterminées en mesurant les sections efficaces
de diffusion inélastique de l'électron (sonde ponctuelle, neutre de couleur) sur le proton. De manière analogue aux constantes de couplage, l' évolution de ces densités
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