Application de la theorie effective de nambu et jona-lasinio a la simulation de l'expansion et de l'hadronisation des plasmas de quarks et d'antiquarks

Application of the nambu-jona-lasinio effective lagrangien to the simulation of the expansion and the hadronisation of quarks-antiquarks plasmas

• Auteur / Autrice : LUDOVIC BOT
• Direction : Joerg Aichelin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Nantes

Résumé

La mise en evidence des plasmas de quarks dans les collisions d'ions lourds ultra-relativistes est l'un des enjeux majeurs de la physique nucleaire contemporaine. Le but de cette these est de fournir un modele pour comprendre l'evolution dynamique des plasmas de quarks et leur transition vers la phase hadronique, cette comprehension etant indispensable a l'interpretation des donnees experimentales. La theorie de la chromodynamique quantique etant non perturbative aux energies mises en jeux lors de l'hadronisation du plasma, nous utilisons la theorie effective de nambu et jona-lasinio pour la description microscopique des interactions au sein du plasma. Cette theorie, fondee sur la brisure de la symetrie chirale, a d'abord ete etudiee a temperature et densite baryonique non nulles. Nous montrons, pour un plasma a l'equilibre thermodynamique, dans quelles conditions la dite theorie reproduisait la meme transition de phase d'un plasma de quarks vers un gaz de hadrons que predit la theorie qcd. Partant, nous developpons un modele de dynamique moleculaire quantique et relativiste pour la theorie de nambu et jona-lasinio. Grace a ce modele, nous simulons sur ordinateur l'evolution hors equilibre de plasmas composes de quarks et d'antiquarks a partir de differentes conditions initiales. Ces simulations mettent en evidence des temps relativement courts d'hadronisation, d'environ 10 fm/c. Elles montrent aussi que la competition entre l'attraction entre les quarks et l'expansion du systeme entraine la creation de fluctuations de densite. Ce scenario met en defaut les modeles hydrodynamiques utilises jusqu'a ce jour pour la comprehension de l'hadronisation des plasmas de quarks et montre la necessite de parvenir a des modeles dynamiques complets pour l'interpretation des experiences de collisions d'ions lourds ultra-relativistes.