Les quarks dans les protons

 

Les expériences au Thomas Jefferson national Laboratory

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L’accélérateur d’électrons Cebaf, en fonctionnement au laboratoire Thomas Jefferson (TJNAF) en Virginie (États-Unis), est un outil privilégié d’exploration de la structure des nucléons (protons et neutrons) et des noyaux légers. Opérationnel depuis 1997, il délivre un faisceau intense et continu dans trois halls expérimentaux simultanément, à des énergies de 1 à 6 GeV et avec une forte polarisation.

La diffusion d’électrons permet d’étudier un nucléon, soit comme un objet unique mais composite, soit comme un ensemble de quarks et de gluons ; on peut ainsi explorer la structure interne des nucléons jusqu’aux quarks qui y sont confinés et mieux comprendre les propriétés de l’interaction forte qui lie ces quarks entre eux. Cette méthode présente le grand avantage d’être très sélective car elle permet de choisir les degrés d’impulsion, d’énergie et de polarisation transférés à la particule cible.

Les physiciens de l’IN2P3 participent à de nombreuses expériences de physique à TJNAF, notamment sur la structure du proton. Ils ont aussi apporté une forte contribution à la conception et à la construction des instruments de détection. Pour le futur, il est envisagé que l’énergie de l’accélérateur soit portée à 12 GeV.