Study of Generalized Parton Distributions and Deeply Virtual Compton Scattering on the nucleon with the CLAS and CLAS12 detectors at the Jefferson Laboratory (Virginia, USA) / Baptiste Guegan ; sous la direction de Michel Guidal

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : anglais / English

Diffusion lepton-nucléon

Compton, Effet

Partons

Guidal, Michel (Directeur de thèse / thesis advisor)

Voutier, Eric (1960-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Kubarovsky, Valery (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Stoler, Paul (Membre du jury / opponent)

Espagnon, Bruno (Membre du jury / opponent)

Giedt, Joël (Membre du jury / opponent)

Napolitano, Jim (19..-....) (Membre du jury / opponent)

Université Paris-Sud (1970-2019) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Ecole doctorale Modélisation et Instrumentation en Physique, Energie, Géosciences et Environnement (Orsay, Essonne ; 2010-2015) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Institut de physique nucléaire (Orsay, Essonne ; 1956-2019) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : Les distributions de Partons Généralisées (GPDs) fournissent une nouvelle description de la structure du nucléon en termes de ses constituants élémentaires, les quarks et les gluons. Les GPDs donnent accès à une image unifiée du nucléon, corrélant l'information obtenu par les mesures des Facteurs de Forme et des Distributions de Parton. Elles décrivent la corrélation entre la position transverse et la fraction d'impulsion longitudinale des partons dans le nucléon.La Diffusion Compton Profondément Virtuelle (DVCS), ou l'électroproduction d'un photon réel sur un quark du nucléon eN -> e’N’γ , est le processus exclusif le plus direct pour accéder aux GPDs.Une expérience dédiée à l'étude du DVCS avec le détecteur CLAS du laboratoire Jefferson a été réalisé en utilisant un faisceau d'électron polarisé et une cible d'hydrogène non polarisée. Cette expérience a permis de collecter des événements DVCS sur le plus large espace cinématique jamais exploré dans la région de valence: 1 < Q^2 < 4.6 〖GeV〗^2, 0.1 < x_B < 0.58, 0.09 < -t < 3 〖GeV〗^2 .Dans ce travail, nous présentons l'extraction de trois observables DVCS différents: la section efficace non polarisée, la différence de section efficace polarisée et l'asymétrie de faisceau. Nous comparons nos résultats à un model de GPD. Nous présentons une extraction préliminaire des GPDs utilisant la dernière procédure d'ajustement aux données, et une interprétation préliminaire des résultats en termes de densité de parton.

Résumé / Abstract : The Generalized Parton Distributions (GPDs) provide a new description of the nucleon structure in terms of its elementary constituents, the quarks and the gluons. The GPDs give access to a unified picture of the nucleon, correlating the information obtained from the measurements of the Form Factors and the Parton Distribution Functions. They describe the correlation between the transverse position and the longitudinal momentum fraction of the partons in the nucleon.Deeply Virtual Compton Scattering (DVCS), the electroproduction of a real photon on a single quark of the nucleon eN -> e’N’γ, is the most straightforward exclusive process allowing access to the GPDs. A dedicated experiment to study DVCS with the CLAS detector of Jefferson Lab has been carried out using a 5.883 GeV polarized electron beam and an unpolarized hydrogen target, allowing to collect DVCS events in the widest kinematic range ever explored in the valence region : 1 < Q^2 < 4.6 〖GeV〗^2, 0.1 < x_B < 0.58, 0.09 < -t < 3 〖GeV〗^2 .In this work, we present the extraction of three different DVCS observables: the unpolarized cross section, the difference of polarized cross sections and the beam spin asymmetry. We present comparisons with GPD model. We show a preliminary extraction of the GPDs using the latest fitting code procedure on our data, and a preliminary interpretation of the results in terms of parton density.