Search

Generalized parton distributions (GPDs) contain a wealth of information about the structure of hadrons. In particular, they describe three-dimensional distributions of quarks and gluons as well as the energy and pressure distributions in the hadronic medium. These properties motivate a major theoretical and experimental effort, which is reflected in the construction of new large-scale experimental facilities such as the electron-ion collider (EIC).GPDs are studied experimentally through exclusive processes, including in particular deeply virtual Compton scattering (DVCS) which is considered as one of the best theoretically established processes to access GPDs. The relationship between GPDs and experimental DVCS data is however complex, requiring in particular the solution of a deconvolution problem. In this paper we present the first systematic study of the characteristics of this problem at 1-loop in perturbation. We introduce the notion of shadow distributions as a quantitative tool to measure the difficulty of the deconvolution procedure, as well as an interesting modelling tool to perform GPD extractions while guaranteeing their theoretically correct properties. To achieve lesser model dependence, we will make use of neural networks modelling techniques. We investigate in detail the possibility of extracting mechanical properties in a less model-dependent way than current studies, and quantify the effect of the possible future facilities on both the experimental uncertainty of the DVCS and on the extraction of GPDs by the deconvolution procedure., Les distributions de partons généralisées (GPD) contiennent une riche information sur la structure des hadrons. Elles décrivent notamment des distributions de quarks et de gluons tri-dimensionnelles ainsi que les distributions en énergie et en pression dans le milieu hadronique. Ces propriétés motivent un effort théorique et expérimental important, qui se concrétise notamment par la construction de nouvelles installations expérimentales à grande échelle comme le collisionneur électron-ion (EIC).Les GPD sont étudiées expérimentalement aux travers de processus exclusifs, dont notamment la diffusion Compton profondément virtuelle (DVCS) qui est considérée comme l'un des processus les mieux établis théoriquement pour accéder aux GPD. La relation entre les GPD et les données expérimentales DVCS est cependant complexe, et nécessite notamment de résoudre un problème de déconvolution. Nous présentons dans ce document la première étude systématique des caractéristiques de ce problème à l'ordre sous-dominant en perturbation. Nous introduisons la notion de "shadow distributions" comme un outil quantitatif pour mesurer la difficulté de la procédure de déconvolution, ainsi qu'un outil de modélisation intéressant pour effectuer des extractions de GPD tout en garantissant leurs propriétés théoriques correctes. Afin de réduire la dépendence de modèle, nous utiliserons des techniques de modélisation par réseaux de neurones. Nous étudions en détail la possibilité d'extraire les propriétés mécaniques d'une manière moins dépendante de modèle que les études actuelles, et nous quantifions l'effet des futures installations envisagées à la fois sur l'incertitude expérimentale du DVCS et sur l'extraction des GPD par la procédure de déconvolution.

Physics letters / B B805, 135454 (2020). doi:10.1016/j.physletb.2020.135454, Published by North-Holland Publ., Amsterdam

The LHCb collaboration has measured central exclusive production of J/ф, ф(2S), and ϒ mesons as well as J/фJ/ф, J/фф(2S), ф(2S)ф(2S), and xcxc meson pairs in proton-proton collisions. The analyses of ϒ and charmonium pairs are performed at the centre-of-mass energies of 7 TeV and 8 TeV, and those of J/ф and ф(2S) are done at 7 TeV and 13 TeV. The analysis at 13 TeV involves the use of new shower counters. These allow a reduction in the background by vetoing events with activity in an extended region in rapidity. The measurements of central exclusive production at LHCb are sensitive to gluon distributions for Bjorken-x values down to 2×10−6 (at 13 TeV). An overview of the LHCb results is presented and compared to existing measurements of other experiments and theoretical calculations., Колаборацiя LHCb мiряла центральне ексклюзивне продукування мезонiв J/ф, ф(2S) i ϒ мезонiв, а також мезонних пар J/фJ/ф, J/фф(2S), ф(2S)ф(2S), xcxc в протон-протонних зiткненнях. Аналiз пар мезонiв ϒ та шармонiя виконано при енергiях в системi центра мас 7 та 8 ТеВ, а для J/ф та ф(2S) – при 7 та 13 ТеВ. В аналiзi при 13 ТеВ були задiянi новi лiчильники, якi зменшують фон вiдсiкаючи подiї з активнiстю в широкому iнтервалi швидкостей. Вимiри центрального ексклюзивного продукування на LHCb чутливi до глюонних розподiлiв для значень бйоркенiвської змiнної аж до 2 · 10−6 при 13 ТеВ. Нами представлено огляд результатiв LHCb та їх порiвняння з iснуючими вимiрами в iнших експериментах, а також з теоретичними обрахунками.

This study is devoted to generalised parton distributions (GPDs). First, the main properties of GPDs are given to the reader. One can stress the so-called support properties and the polynomiality property. The latter is automatically fulfiled when modeling GPDs from double distributions (DDs), GPDs being considered as the Radon transform of DDs. In the scalar case, two DDs denoted by F and G are required to describe the GPD H. Due to the integral relation existing between H on one hand, and F and G on the other hand, F and G are not defnied unambiguously. This ambiguity is exploited in the present work in order to develop a new phenomenological parametrisation. Using the Radyushkin Ansatz, it is then possible get a realistic model of GPDs, and to compare it with available experimental data. In the present case, two types of models, one neglecting the GPD E, the other taking it into account are compared with the Jlab Hall A DVCS data. In the former cae, one can notice a better flexibility allowing to better reproduced the beam-helicity independent cross sections. In the latter one, only the GPD E is deeply modified, and thus the comparison with available data does not change significantly with respect to previous parametrisations. Only data more sensitive to E will allow one to selet the most relevant parametrisation.In order to go beyond phenomenological parametrisations, a first step has been done toward a dynamical description of hadron structure. Using the Dyson-Schwinger equations, it has been possible to compute analytically the pion GPD within the triangle diagram approximation. The comparison with available data (Form factor and PDF) appears to be very good. Nevertheless, this first model does not fulfil all the required properties. Especially the soft pion theorem, which corresponds to a specific kinematical limit. It has been shown in this work that this is due to the violation of the Axial-Vector Ward-Takahashi identity, and that the triangle approximation is sufficient to ensure the sof pion theorem. Still it violates the exchange symmetry x, 1-x, and thus additional terms, previously neglected, are taken into account. It is then possible to compute the probability density to find a quark at a given position in the transverse plan carrying a given momentum fraction. Finally, perspective on lightcone computations are given in the last chapter.; Cette étude est consacrée aux distributions de partons généralisées (GPDs, de l'anglais Generalised Parton Distributions). Dans un premier temps, les principales propriétés des GPDs sont rappelées. On insiste notamment sur les propriétés dites de support et sur la polynomialité. Cette dernière est automatiquement respectée lorsque l'on modélise les GPDs au travers des doubles distributions (DDs), les GPDs s'écrivant comme la transformée de Radon des DDs.Dans le cas scalaire, deux DDs, notées F et G, sont nécessaires pour décrire la GPD H. Du fait de la relation intégrale existant entre H d'un côté, et F et G de l'autre, F et G sont définies de manière ambiguë. Cette ambiguïté est exploitée dans le présent travail afin de développer une nouvelle paramétrisation phénoménologique. Utilisant l'Ansatz de Radyushkin, il est possible d'obtenir un modèle réaliste de GPD, et de le comparer aux données expérimentales disponibles. Dans le cas présent, deux types de modèles, l'un négligeant la GPD E, l'autre en tenant compte, sont comparés aux données de diffusion Compton profondément virtuelle (DVCS) de la collaboration Hall A au Jeffeson Laboratory (JLab). Dans le premier cas, on observe une plus grande flexibilité de la paramétrisation par rapport aux précédentes, ce qui permet une meilleure comparaison aux données sur les sections efficaces indépendantes de l'hélicité du faisceau. Dans le second cas, seule la GPD E est profondément modifiée. De ce fait la comparaison aux données change peu par rapport aux modèles précédents. Seules des données plus sensibles à E permettront de trancher entre les paramétrisations.Afin de dépasser les paramétrisations phénoménologiques, un premier pas a été fait vers la description dynamique des hadrons. En utilisant les équations de Dyson-Schwinger, il a été possible de calculer analytiquement la GPD de pion dans le cadre de l'approximation du diagramme triangle. La comparaison aux données expérimentales disponibles (facteur de forme et PDF) s'est révélée très bonne. Il est également possible de montrer que l'approximation du diagramme triangle permet de retrouver le théorème de pion mou. Néanmoins, ce premier modèle ne respecte pas l'ensemble des propriétés des GPDs. Elle viole la symétrie d'échange x, 1-x, et par conséquent des termes supplémentaires, précédemment négligés, sont pris en compte. On peut ainsi obtenir la densité de probabilité de trouver un quark portant une fraction d'impulsion x dans le plan transverse. Des perspectives de calculs sur le cône de lumière sont présentés dans le dernier chapitre.