Développement d'une cible polarisée de pur HD : analyse et distillation du HD : diffusion compton virtuelle résonante sur le nucléon à TJNAF

HYDILE, a pur HD polarized frozen spin target : distillation and concentration measurements of the HD : resonant virtual compton scattering off the nucleon at TJNAF

• Auteur / Autrice : Sylvain Bouchigny
• Direction : Jean-Pierre Didelez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique nucléaire
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés libres

Electroproduction

Hydrogène

Spectromètre

Résonance

Compton virtuel

Résumé

La première partie décrit ma participation au développement technologique de la cible à spin gelé HYDILE. Ma contribution au développement du projet a eu pour but de fournir le matériau constituant la cible (le HD), en développant à Orsay une chaîne de distillation du HD. Pour que cette cible puisse fonctionner dans des conditions permettant son utilisation pour des expériences de physique, il est nécessaire que le HD soit aussi pur que possible (à 99,95%). Cette chaîne de distillation comprend un distillateur d'hydrogène liquide et un banc de mesure (comportant un spectromètre de masse quadripolaire) pour titrer les concentrations obtenues et contrôler le bon fonctionnement du distillateur. La deuxième partie décrit un travail d'analyse effectué sur des données physiques recueillies auprès de l'accélérateur d'électron du laboratoire TJNAF aux Etats-Unis. Il s'agit d'isoler un phénomène encore jamais observé: l'electroproduction de résonances sur le nucléon par effet Compton virtuel. L'étude d'une telle réaction permet d'étendre considérablement notre connaissance des résonances du nucléon à travers, notamment, les Distributions de Partons Généralisés. Nous nous sommes donnés pour but d'observer pour la première fois l'une des observables clé de ce processus: l'asymétrie de spin qui apparaît par interférence de l'effet Compton avec le processus du Bethe Heitler. Nous voulons montrer qu'il est possible, moyennant de meilleures statistiques et résolutions qui seront prochainement disponibles, d'analyser de telles réactions et que s'ouvrent ainsi de nouveaux axes d'études des résonances du nucléon.

The first part described my work on the frozen spin target project HYDILE. This target has to be made of very pur HD (Hydrogen Deuterium), better than 99. 95%. However, commercial HD is never found with a concentration better than 98%. The goal was, then, to build an HD distillation facility which could produce pur HD. We describe, in this thesis, the design of the distillator and the implementation of a quadrupole mass spectrometer to monitor the HD purity during the distillation process. The second part of the thesis concerns the anlysis taken at the electron accelerator facility TJNAF (Virginia, USA). We look at the electroproduction of Delta resonances involving Virtual Compton Scattering (DeltaVCS). The interpretation of this reaction in terms ot GPDs (Generalized Parton Distribution) can provide new insights to the nucleon structure. We focus on the measurement of the beam spin asymetrie which comes from the interference of the Bethe Heitler process with the DeltaVCS.