JJC 2003Benjamin Portheault Qu’apprend-on de la Structure du Proton avec les données de H1 ? Benjamin Portheault, LAL Orsay HERA et le détecteur H1 La.

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1 JJC 2003Benjamin Portheault Qu’apprend-on de la Structure du Proton avec les données de H1 ? Benjamin Portheault, LAL Orsay HERA et le détecteur H1 La Diffusion Profondément Inélastique Les Fonctions de structure QCD et l’évolution Impact des données de H1 sur les densités de partons

2 JJC 2003Benjamin Portheault 920 GeV proton e+/e- 27 GeV E CM =320 GeV électron diffusé Jet > HERA et le détecteur H1 Interaction ep->e X : état final > Mesurer une section efficace = compter des évènements

3 JJC 2003Benjamin Portheault + - x B =Q 2 /2P.q Q 2 =-(k’-k) 2 s=(k+P) 2 y=q.P/k.P Interactions électron quarks avec ,Z 0 Courant Neutre, W +/- Courant Chargé Diffusion Profondement Inélastique(DIS) x B =x : fraction d’impulsion du quark qui interagit -q 2 =Q 2 : virtualité du boson échangé -> distance sondée dans le proton S’écrit à l’aide de fonctions de structure q

4 JJC 2003Benjamin Portheault Différents régimes cinématiques Distance sondée par le boson virtuel Diffusion e-noyau Régime de HERA jusqu’à Facteur de forme Fonction de structure Régime de JLAB ~ ~

5 JJC 2003Benjamin Portheault F2F2 F2F2 F2F2 F2F2 Réalite : Mais QCD entre en jeu … Si le proton était 1 quark Si le proton était 3 quarks lies Si le proton était 3 quarks liés + une mer de quarks/ antiquarks

6 JJC 2003Benjamin Portheault QCD : le théoreme de factorisation est universelle (interaction pp, DIS de neutrinos… ) -> densité de parton (pdf) Physique à courte distance Calculable en QCD (élément de matrice) Crucial de connaitre pour toute physique faisont intervenir un hadron (LHC …) Physique à longue distance Pas ‘calculable’, non perturbatif Probabilité de trouver un parton avec la fraction d’impulsion x

7 JJC 2003Benjamin Portheault De facon générale on obtient des équations d’évolution (ou DGLAP) couplées entre quarks, antiquarks et gluons Modification du nombre de quarks portant une fraction d’impulsion x x x w z=x/w évolue perturbativement avec Si on connait les p.d.f. pour tout x a un Q 0 2 donné, on peut les calculer pour tout Q 2 quand Q 2

8 JJC 2003Benjamin Portheault quand Q 2 A petit x g->qqbar domine : F 2 A grand x radiation de gluon : F 2

9 JJC 2003Benjamin Portheault Courants Chargés e - p e + p Courants Neutres Les données inclusives sont aveugles à la saveur Paramétrisation de : Extraction des densit é s de partons

10 JJC 2003Benjamin Portheault Extraction des densit é s de partons : Principe Les sections efficaces mesurées avec H1 S’ écrivent en fonction des densités de partons (pdfs) Les pdfs évoluent avec Q 2 On ajuste les pdfs a un Q 0 2 = on ajuste les sections efficaces a Q 2 > Q 0 2

11 JJC 2003Benjamin Portheault R é sultat du Fit gluon Précision de quelques% (sauf à grand x) Fonctions disponibles sur le web, à utiliser pour vos Monte Carlos ! Extraction pour la premiere fois à l’aide d’une seule experience

12 JJC 2003Benjamin Portheault Conclusion Une mesure (meme inclusive !) des Diffusions Profondément Inélastiques permet d’apprendre beaucoup sur la structure du proton Seulement une toute petite partie de la physique faite à HERA : Jets, >, Recherche de nouvelles particules … Physique riche et intéressante

13 JJC 2003Benjamin Portheault 1) On suppose une forme paramétrique a un Q 0 2 de depart 3) On calcule un qui prend en compte la corrélation des erreurs systématiques 2) On résout numériquement les équations d’ évolution pour avoir et on calcule les sections efficaces ( le tout avec QCD a 2 boucles) Proc é dure d’ajustement 4) On minimise ce par rapport aux parametres A,B … en retournant a 1)

14 JJC 2003Benjamin Portheault La fonction de structure F L F L lié à l’interaction des photons polarisés transversalement Non nul à l’ordre un en  s Contribution tres faible sauf à grand y (i.e. petit x) Contrainte sur la densité de gluons

15 JJC 2003Benjamin Portheault La fonction de structure F 3 F 3 lié à la violation de parité dans les interactions e-p Contribution faible sauf à grand Q 2 à l’ interférence  -Z et à l’ échange de Z