Détermination de la polarisation des gluons dans le nucléon par la production de hadrons à grande impulsion transverse à COMPASS

par Sébastien Procureur

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Marc Le Goff.


  • Résumé

    L´objectif principal de l´expérience COMPASS au CERN est la détermination de la polarisation des gluons dans le nucléon, Delta G / G. On mesure pour cela l´asymétrie d´hélicité du processus de fusion photon gluon, dans la diffusion de muons polarisés sur une cible de deutérons polarisés. Ce processus peut être sélectionné par la production de hadrons à grande impulsion transverse (p_T), ce qui permet de disposer d´une grande statistique. En contrepartie, la présence d´un bruit de fond physique complique l´extraction de Delta G / G. Cette thèse présente différentes études menées afin d´optimiser la détermination de Delta G / G dans ce canal. Une étude sur l´alignement du spectromètre est notamment présentée, améliorant ainsi sa résolution. Les performances des 12 détecteurs de type Micromegas ont également été étudiées au cours du run 2004. Puis, les asymétries obtenues à partir de l´analyse des données 2002 à 2004 sont calculées, pour différentes variantes de la sélection à grand p_T: 1 ou 2 hadrons, petit ou grand Q^2. Une optimisation de la sélection a aussi été développée à l´aide d´un réseau de neurones. Une étude détaillée de la fausse asymétrie expérimentale est également réalisée. L´extraction de Delta G / G est ensuite décrite, à partir de simulations Monte Carlo (utilisant PYTHIA ou LEPTO). Pour la première fois, l´asymétrie des processus dits photons résolus est estimée. Une amélioration de la reconstruction de la fraction d´impulsion du nucléon portée par le gluon est également proposée, par la reconstruction de pseudo-jets. Enfin, les petites valeurs obtenues pour Delta G / G sont discutées, dans le cadre de la décomposition en spin du nucléon.

  • Titre traduit

    Determination of the gluon polarisation in the nucleon in the production of hadrons with high transverse momentum at COMPASS


  • Résumé

    The main goal of the COMPASS experiment at CERN is the determination of the gluon polarisation in the nucleon, Delta G / G. For this, the helicity asymmetry of the photon gluon fusion process is measured, in the scattering of polarized muons on a polarised deuteron target. This process can be tagged by the production of hadrons with high transverse momentum (p_T), that allows to get a large statistics. On the other hand, a physical background remains and complicates Delta G / G extraction. This PhD thesis presents different studies performed to optimize the determination of Delta G / G in this channel. In particular, a study of the spectrometer alignment is presented, leading to an improvement of its resolution. Performances of the 12 Micromegas detectors have also been studied during 2004 run. Then, the asymmetries obtained in the analysis of 2002 to 2004 data are calculated, for various high p_T selection: 1 or 2 hadrons, low or high Q^2. An optimization of the selection, based on a neural network, has also been developped. ,and a detailed study of the experimental false asymmetry has been performed. Delta G / G extraction is then described, based on Monte Carlo simulations (using PYTHIA or LEPTO). For the first time, the asymmetry of so called resolved photon processes is estimated. An improvement on the reconstruction of nucleon momentum fraction carried by the gluon is also proposed, by reconstructing pseudo-jets. Finally, small values obtained for Delta G / G are discussed, within the framework of the nucleon spin decomposition.

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Informations

  • Détails : 1 vol., 164-XII p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. IX-XII

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)117
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