Neutral Pion Electroproduction and development of a Neutral Particle Spectrometer
Electroproduction des pions neutres et développement d’un spectromètre à particules neutres
Résumé
Generalized Parton Distributions (GPDs) are generalized objects describing nucleon structure. GPDs correlate the spatial and the momentum distributions of partons inside the nucleon. Therefore, they provide richer information about the nucleon structure than the well-known form factors and parton distribution functions. GPDs are accessible via exclusive reactions, where all particles in the final state are identifed. Deeply virtual Compton scattering (DVCS) and deeply virtual neutral pion production (DVMP) are discussed. The document is divided into four chapters: physics introduction, data analysis, development of a detector, and a short preview of a new scintillator material. With an 11 GeV electron beam and a proton target at Je_erson Lab, a precise DVCS and DVMP experiment in the valence quark region was performed. The data analysis and preliminary results of this experiment are presented in the second chapter. An upcoming experiment will give more constraints on the extraction of GPDs. For this new experiment, a neutral particle spectrometer (NPS) is under construction. In the third chapter, simulation studies and hardware developments for the NPS calorimeter are presented. Finally, characterizations of a new glass scintillator are shortly discussed. This material, which is in an early stage of development, is one of the candidates for the calorimeters of a future Electron-Ion Collider (EIC).
Les distributions de partons généralisées (GPD) sont des objets décrivant la structure interne du nucléon. Les GPD corrèlent les distributions spatial et d'impulsion des partons à l'intérieur du nucléon. Par conséquent, elles contiennent des informations beaucoup plus riches sur la structure du nucléon que les facteurs de forme ou les distributions de partons ordinaires. Les GPD sont accessibles à travers des réactions exclusives où toutes les particules de l'état final sont identiées. La diffusion Compton profondément virtuelle (DVCS) et l'électroproduction exclusive de pions neutres (DVMP) sont discutées dans ce document. Le texte est divisé en quatre chapitres: une introduction, une présentation de l'analyse des données, une description des développements instrumentaux et une courte discussion d'un nouveau matériau scintillant. Une mesure précise du DVCS et du DVMP a été réalisée dans la région de valence à Jefferson Lab, avec un faisceau d'électrons de 11 GeV et une cible de protons. L'analyse des données et les résultats préliminaires de cette expérience sont présentés dans le deuxième chapitre. Une future expérience donnera encore plus de contraintes pour l'extraction des GPD. Pour cette nouvelle expérience un spectromètre à particules neutres (NPS) est en cours de construction. Dans le troisième chapitre des simulations et des développements instrumentaux pour le calorimètre de NPS sont discutés. Enfin, la caractérisation d'un nouveau verre scintillant est montrée brièvement. Ce matériau, encore en phase de développement, est un des candidats pour les calorimètres d'un futur collisionneur électron-ion (EIC).
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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