Etude de réactions semi-inclusives avec COMPASS

Contact
Egle Tomasi-Gustafsson
CEA Saclay
DAPNIA/SPhN
F-91191 Gif-sur-Yvette Cedex
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Proposition de stage
Dans le cadre de la collaboration COMPASS, il s'agit d'étudier plus particulièrement des canaux de physique tels
que les phénomènes diffractifs et les voies semi-inclusives de production de mésons. Une partie expérimentale
de caractérisation de détecteurs de particules est prévue ainsi que la participation aux campagnes de prise de
données prévues au CERN.
L’expérience COMPASS étudie les réactions semi-inclusives induites par un faisceau de muons, au CERN. Le
but principal est de mesurer la polarisation des gluons à l’intérieur du nucléon, par production de charme ou bien
par production de hadrons a grande impulsion transverse. Les données recueillies contiennent une grande
richesse d’information sur d’autres types de réactions. Le but de la thèse est d’étudier d’autres processus, comme
la production associée de deux particules charmées.
L’intérêt de cette étude est lié à la production de charme, qui relève de la physique perturbative (car il n’y a pas
de charme intrinsèque dans le nucléon), dans une région cinématique à partir du seuil de la réaction, ou des
modèles non perturbatives s’appliquent avec succès. Ce stage peut être suivi d’une thèse.
The COMPASS experiment studies semi-inclusive reactions induced by the CERN muon beam. The main goal
is to determine the part of the nucleon spin carried by the gluons, through charm production or meson production
at large transverse momentum. The collected data contain a rich information on other processes. The purpose of
this stage is to study other channels, such as associative threshold charm production. The interest of this reaction
is related to a test of perturbative physics (no intrinsic charm preexists in the nucleon) and non perturbative
physics (the threshold region can be described by effective Lagrangian approach). This stage can be followed by
a thesis.
Travaux a effectuer:
Compréhension et calcul de cinématique relativiste pour une réaction binaire.
Analyse de données par des logiciels existants et développement d’algorithmes dédiés. Des connaissances de
physique de base ainsi que des langages C et C++ sont requises.
These
Etude de réactions semi-inclusives avec COMPASS
Dans le cadre de la collaboration COMPASS, il s'agit d'étudier plus particulièrement des canaux de physique tels
que les phénomènes diffractifs et les voies (semi) exclusives de production de mésons. Une partie expérimentale
de caractérisation de détecteurs de particules est prévue ainsi que la participation aux campagnes de prise de
données prévues au CERN.

In frame of the COMPASS collaboration, which studies charm and meson production induced by a muon beam
on a hadron target, particular reaction channels as diffractive phenomena or (semi) exclusive reactions are
selected, studied and the results are interpreted in frame of phenomenological models. An experimental part on
characterisation of particle detectors and participation to data taking in CERN is also planned.
L’expérience COMPASS étudie les réactions semi-inclusives induites par un faisceau de muons, au CERN. Le
but principal est de mesurer la polarisation des gluons à l’intérieur du nucléon, par production de charme ou bien
par production de hadrons a grande impulsion transverse. Les données recueillies contiennent une grande
richesse d’information sur d’autres types de réactions. Le but de la thèse est d’étudier d’autres processus, comme
la production semi-inclusive des mésons, dans des régimes cinématiques particulièrement intéressants. Le but est
une meilleure compréhension des mécanismes de réactions dans un domaine à la frontière entre physique
perturbative et non perturbative. Dans le cadre de la collaboration COMPASS, il s'agit de sélectionner une voie
de sortie, dans les réactions muon proton ou muon-deuton, d’en étudier les propriétés cinématiques et
dynamiques. La thèse comprend une partie expérimentale de mise à point et de caractérisation de détecteurs de
particules ainsi que la participation aux campagnes de prise de données prévues au CERN, une partie d’analyse
des données par des logiciels existants et/ou à développer, et une partie d’interprétation phénoménologique.