Partenaires

CNRS
Universite Clermont Auvergne



Accueil du site > Pôles de Recherche > Particules et Univers > Sonde Electromagnétique > La diffusion Compton virtuelle

La diffusion Compton virtuelle

La diffusion Compton Virtuelle (Virtual Compton Scattering VCS) est la diffusion d’un photon virtuel sur le proton :


La physique du VCS

À basse énergie


Le processus donne accès à de nouvelles observables appelées polarisabilités généralisées du nucléon, qui traduisent comment celui-ci se déforme localement sous l’action d’un champ EM appliqué.

Référence : P. Guichon et al., Prog. Part. Nucl. Phys. 41 (1998) p. 125.


L’état des mesures en l’an 2004


L’état des mesures en l’an 2019

À haute énergie

(grand s, grand Q2)

On utilise la factorisation de la partie dure du processus, prescrite par QCD perturbatif, pour explorer la partie non-perturbative liée à la structure interne des hadrons.

À grand t ⇒ VCS donne accès aux distributions d’amplitude des quarks de valence.
Référence : Elfe workshop, St Malo 1996
À petit t ⇒ le Deep VCS donne accès aux distributions de partons généralisées (GPD). Il s’agit d’un concept nouveau et unificateur qui décrit les partons confinés et les corrélations entre eux.

Références : X. Ji, PRL 78 (1997) 610, A. Radyushkin Phys. Lett. B380 (1996) 417

  • Le groupement de recherches GDR-Nucleon (2007-2010)

Cette physique du Deep VCS sur le proton a été faite dans le Hall A de Jefferson Lab, jusqu’à l’arrêt de cette activité dans l’équipe en 2011. La figure ci-dessus est tirée de la référence : C. Munoz Camacho et al., PRL97 (2006) 262002.

En 2016 de nouveaux résultats en Deep VCS sur le neutron ont été obtenus par Meriem BenALi dans sa partie de thèse encadrée par Malek Mazouz (Univ. de Monastir, Tunisie). La figure ci-dessus est tirée de la référence : M.Benali and M.Mazouz, "DVCS off the Neutron : E08-025 Jlab Hall A Experiment", PoS SPIN2018 (2019) 069. Elle montre pour la première fois une section efficace non-nulle pour le processus DVCS sur le neutron.

Les expériences

Les thèses soutenues au LPC

  • Stéphanie JAMINION  : "Diffusion Compton Virtuelle à Jefferson Lab (Exp. E93050) : résultat préliminaire des sections efficaces (ep → ep γ) en vue d’extraire les Polarisabilités Généralisées du proton à Q2=1.9 GeV2".
    (UBP, Décembre 2000)
  • Géraud LAVEISSIERE  : "Electroproduction de photons et de pions sur le proton au quadrimoment de transfert Q2=1.0 GeV2. Mesure des sections efficaces et extraction des Polarisabilités Généralisées".
    (UBP, Novembre 2001).
  • Christophe JUTIER  : "Mesure de la Diffusion Compton Virtuelle en-dessous du seuil de création de pion à quadrimoment de transfert Q2=1.0 GeV2".
    (Cotutelle UBP-ODU, Septembre 2001).
  • Alexandre CAMSONNE  : "Experimental setup for Deeply Virtual Compton Scattering (DVCS) experiment in Hall A at Jefferson Laboratory", Thèse (UBP, 2005)
  • Imad BENSAFA  : "Mesure de l’asymétrie de spin de faisceau en diffusion Compton virtuelle polarisée sur le proton. Etude du spectre d’énergie du nucléon par le modèle de potentiel de type QCD.",
    Thèse (UBP, 2006)
  • Olivier GAYOU  : "measurement of the proton form factors ratio mu G_E/ G_M to Q2=5.6 GeV2 by recoil polarimetry".
    (cotutelle UBP-William and Mary, 2002).
  • Eric FUCHEY  : "Mesure de la section efficace d’électroproduction de π° dans le Hall A de Jlab" (UBP, 2010).
  • Meriem BEN ALI  : "Structure interne du nucléon à haute et à basse énergie par la diffusion Compton Virtuelle".
    Thèse UBP (2016).
  • Loup CORREA  : "Measurement of the generalized polarizabilities of the proton by virtual Compton scattering at MAMI and Q2 = 0.2 GeV2".
    Thèse en Cotutelle UBP-Clermont/JGU-Mainz (2016).

Les autres documents

  • Imad BENSAFA  : rapport de stage de DEA, "la diffusion Compton Virtuelle, aspects théoriques et expérimentaux" (2002).
  • Imad BENSAFA  : "VCS polarisé à basse énergie", en préparation Note interne 2003 (.ps) (fichier Postscript).
  • Imad BENSAFA  : Ecole de Constantine de physique a haute énergie (2004) (.ps) (fichier Postscript).
  • Xavier DEFAY  : rapport de stage de DEA, "la diffusion Compton Virtuelle, doublement polarisée à Mami" (2004).
  • Imad BENSAFA  : "Potential Model of QCD and Generalized Polarizabilities of the Nucleon",
    Note interne 2005 (fichier .pdf)
  • Hélène Fonvieille  : "Virtual Compton Scattering and the Generalized Polarizabilities of the Nucleon",
    Cours à l’école d’ERICE (2004)
  • Hélène Fonvieille et Imad Bensafa  : internal reports on the analysis of the Mainz VCS-SSA experiment, PCCF-RI-0604, PCCF-RI-0605, PCCF-RI-0607
  • Article DVCS in Hall A : C. Munoz Camacho et al., "Scaling tests of the cross-section for deeply virtual Compton scattering", nucl-ex/0607029 , PRL97 (2006) 262002.
  • Article VCS-SSA at MAMI : I.Bensafa et al., "Beam-helicity asymmetry in photon and pion electroproduction in the Delta(1232) resonance region at Q^2= 0.35 (GeV/c)^2", hep-ph/0612248, EPJA 32 (2007) 69.
  • Benjamin CHEYMOL, "Approche expérimentale des polarisabilités généralisées du proton par la mesure de la section efficace du processus ep -> epγ ", rapport de stage M2 (2007), rapport-cheymol.pdf.
  • Florian ITARD, "Étude de l’efficacité du détecteur de proton utilisé dans l’expérience DVCS - Hall A - Jefferson Lab", rapport de stage M2 (2008), rapport-itard.pdf.
  • Article DVCS-neutron in Hall A M. Mazouz et al., PRL99 (2007) 242501.
  • Azza CHETTAOUI, "Le développement d’un réseau de neurones pour l’analyse en forme de signal dans l’expérience DVCS", rapport de stage M1 (2008), rapportstageazza.doc.
  • Article VCS-unpolarized at MAMI. P. Janssens et al., EPJA37 (2008) 1.
  • Article VCS dans la région des résonances G. Laveissière et al., PRC79 (2009) 015201.
  • P.M. CHAURAND, "Asymétrie de spin en électroproduction de pion neutre", rapport de stage M2 (2009).
  • E.Fuchey et al., "Exclusive Neutral Pion Electroproduction in the Deeply Virtual Regime", Phys.Rev. C83 (2011) 025201.
  • Mariam ATOUI, "Electroproduction de pion neutre, Mesure de la section efficace près du seuil", rapport de stage M2 (2010).
  • H.Fonvieille et al., VCS proposal at MAMI (2009).
  • Mostafa HOBALLAH, "Virtual Compton Scattering at MAMI : a preliminary study of the Generalized Polarizabilities of the Proton", rapport de stage M2 (2011).
  • Yassine MEHRI, "Diffusion Compton Virtuelle à MAMI", rapport de stage M2 (2011).
  • H.Fonvieille and E.Downie, "Real and Virtual Compton Scattering : the nucleon polarisabilities". Eur.Phys.J.ST 198 (2011) 287-306.
  • H.Fonvieille et al., "Virtual Compton Scattering and the Generalized Polarizabilities of the Proton at Q2=0.92 and 1.76 GeV2" Phys.Rev. C86 (2012) 015210.
  • L.Doria et al., "Measurement of the Beam-Recoil Polarization in Low-Energy Virtual Compton Scattering from the Proton" Phys. Rev. C 92, 054307 (2015).
  • H.Fonvieille, Conference Talk on VCS (EINN 2017, Cyprus).
  • H.Fonvieille, Lecture on VCS at the SFB Physics School, Boppard (Germany) 2017.
  • J.Bericic, L. Correa, M. Benali, et al., "New insight in the Q2-dependence of proton generalized polarizabilities", to appear in Phys.Rev.Lett. (2019).
  • H.Fonvieille, B.Pasquini and N.Sparveris, "Virtual Compton Scattering and Nucleon Generalized Polarizabilities", to appear in Prog.Part.Nucl.Phys. (2020).