Descriptions de la matière nucléaire incluant la structure en quarks des hadrons

par Rémi Huguet

Thèse de doctorat en Sciences physiques et de l'ingénieur. Astrophysique, plasmas, corpuscules

Sous la direction de Jean-Christophe Caillon.

Soutenue en 2008

à Bordeaux 1 .

mots clés

• Matière nucléaire
• Modèle de champ moyen relativiste
• Modèle de quarks de Nambu-Jona-Lasinio
• Théorie des perturbations chirales

Résumé

Il est admis aujourd'hui que les nucléons sont constitués de quarks et de gluons, dont les interactions sont décrites par la Chromodynamique Quantique (QCD). Du fait du caractère non-perturbatif de QCD à l'échelle d'énergie de la physique nucléaire, une description du noyau atomique directement à partir des quarks et des gluons reste inaccessible à l'heure actuelle. Une alternative possible est d'utiliser des théories effectives hadroniques contraintes par QCD. Dans ce cadre, nous avons développé deux descriptions de la matière nucléaire infinie dans les théories de champ moyen relativistes prenant en compte la structure en quarks des hadrons. Dans une première approche, la modification dans le milieu des propriétés des mésons est obtenue dynamiquement dans un modèle de quarks de Nambu-Jona-Lasinio (NJL). Cette modification est prise en compte dans un modèle de champ moyen relativiste basé sur une interaction par échanges de mésons entre nucléons. L'évolution de la masse des mésons dans le milieu, et les propriétés de la matière nucléaire infinie ainsi obtenues, ont été étudiées. Dans une deuxième approche, les contributions de courte et longue portée à la modification du nucléon dans le milieu sont déterminées. La partie de courte portée est obtenue en construisant le nucléon à l'aide du modèle de quarks de NJL. La partie de longue portée, liée aux échanges de pions entre nucléons, a quant à elle été obtenue à l'aide de la théorie des perturbations chirales. Ces modifications ont été utilisées pour contraindre les couplages d'un modèle de champ moyen relativiste à couplages ponctuels. Une descriptions réalistes des propriétés de saturation de la matière nucléaire est alors obtenue.

Titre traduit

Nuclear matter descriptions including quark structure of the hadrons

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