LE MONDE SELON LA PHYSIQUE /MAI 2018 /1

L’agencement  des communications de   PHYSICS WORLD COM   ayant changé, j’ai dû modifier le rythme de mes parutions de leurs traduction .Il se fera dorénavant non au début de chaque mois mais tout au long de chaque mois

Pour l’heure je vous présente la dernière traduction  d’une communication originale  du  JEFFERSON  LAB  , rapportée également par l’édition numérique du journal français  FUTURA SCIENCES   et au sujet de laquelle  m’interroge mon lecteur   JJM 

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The first measurement of a subatomic particle’s mechanical property reveals the distribution of pressure inside the proton.

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MA TRADUCTION

 « 16 mai 2018

La première mesure de la propriété mécanique d'une particule subatomique révèle la distribution de la pression à l'intérieur du proton.

NEWPORT NEWS, VA - À l'intérieur de chaque atome de l'univers, chaque proton présente un environnement d'autocuiseur qui surpasse celle   du cœur quand il  écrase l'atome dans une étoile à neutrons. C'est la première mesure d'une propriété mécanique des particules subatomiques, à savoir  la distribution de la pression à l'intérieur du proton, qui a été réalisée par des scientifiques de l'installation nationale d'accélération de Thomas Jefferson du ministère de l'Énergie.

Les physiciens nucléaires ont découvert que les blocs de construction du proton, les quarks, sont soumis à une pression de 100 décillions de  Pascals (10^35) près du centre d'un proton, soit environ 10 fois plus que la pression dans le cœur d'une étoile à neutrons. Le résultat a été récemment publié dans la revue Nature.

"Nous avons trouvé une pression du centre du proton extrêmement élevée dirigée vers l'extérieur, et une pression dirigée vers l'intérieur beaucoup plus basse et plus étendue près de la périphérie du proton", explique Volker Burkert, Jefferson Lab Hall B Leader et co-auteur de papier.

Burkert dit que la distribution de la pression à l'intérieur du proton est dictée par la force forte, la force qui lie trois quarks ensemble pour faire un proton.

"Nos résultats mettent également en lumière la distribution de la force forte à l'intérieur du proton", a-t-il déclaré. "Nous fournissons un moyen de visualiser l'ampleur et la distribution de la force forte à l'intérieur du proton. Cela ouvre une toute nouvelle direction en physique nucléaire et des particules qui pourra être explorée à l'avenir. "

Autrefois jugée impossible à obtenir, cette mesure est le résultat d'un savant appariement de deux cadres théoriques avec des données existantes.

Premièrement, il y a les distributions généralisées  de partons. Les GPD permettent ainsi  aux chercheurs de produire une image 3D de la structure du proton telle que sondée par la force électromagnétique. En  second viennent les facteurs de forme gravitationnelle du proton. Ces facteurs de forme décrivent ce que serait la structure mécanique du proton si les chercheurs pouvaient sonder le proton par la force gravitationnelle seule

Le théoricien qui a développé le concept des facteurs de forme gravitationnelle en 1966, Heinz Pagels, a remarquablement observé dans le document qu'il y avait «très peu d'espoir d'apprendre quoi que ce soit sur la structure mécanique détaillée d'une particule, à cause de l'extrême faiblesse de cette  interaction."

Un travail théorique récent a cependant relié les GPD aux facteurs de forme gravitationnelle, permettant aux résultats des sondes électromagnétiques des protons de se substituer aux  résultats des  sondes gravitationnelles.

"C'est la beauté de ce travail i. Vous avez cette carte que vous pensez que vous n'obtiendriez jamais ", a déclaré Latifa Elouadrhiri, un scientifique du laboratoire Jefferson Lab et co-auteur sur le papier. "Mais nous sommes là,  en la remplissant avec cette sonde électromagnétique."

La sonde électromagnétique est constituée de faisceaux d'électrons produits par l'installation d'accélérateur de faisceaux d'électrons continus, un centre d'utilisateurs du bureau du DOE. Ces électrons sont dirigés dans les noyaux des atomes, où ils interagissent électromagnétiquement avec les quarks à l'intérieur des protons via un processus appelé diffusion Compton virtuelle profonde.

Dans le processus DVCS, un électron entre dans un proton et échange un photon virtuel avec un quark, transférant de l'énergie au quark et au proton. Peu de temps après, le proton libère cette énergie en émettant un autre photon et continue intact. Ce processus est analogue aux calculs effectués par Pagels pour savoir comment il serait possible de sonder le proton gravitationnellement via un hypothétique faisceau de gravitons. Les chercheurs du Jefferson Lab pour obtenir leur résultat.ont pu exploiter une similitude entre les études gravimétriques électromagnétiques et hypothétiques bien connues

"Il y a un photon qui arrive et un photon qui sort. Et la paire de photons sont tous les deux  de  spin-1. ( ?)Cela nous donne les mêmes informations que l'échange d'une particule de graviton  dont le  spin est 2 », explique François-Xavier Girod, un scientifique de Jefferson Lab et co-auteur sur le papier. "Alors maintenant, on peut faire la même chose que dans les processus électromagnétiques - mais par rapport aux facteurs de forme gravitationnelle, qui représentent la structure mécanique du proton."

Les chercheurs disent que la prochaine étape consiste à appliquer la technique à des données encore plus précises qui seront disponibles bientôt pour réduire les incertitudes dans l'analyse actuelle et commencer à travailler pour révéler d'autres propriétés mécaniques du proton omniprésent, telles que les forces de cisaillement internes et rayon mécanique du proton.

Contact: Kandice Carter, Bureau des communications du Jefferson Lab, 757-269-7263, k carter@jlab.org.

 La communication proprement scientifique peut être chargée   en PDF  A PARTIR  de  arXiv:hep-ph/0210341v1

« Deeply Virtual Compton Scattering at Jefferson Lab, Results and Prospects

Latifa Elouadrhiri/Physics Division, Jefferson Lab, Newport News, Virginia, U.S.A”

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 MES COMMENTAIRES

  La manip consiste à accélérer des électrons à très haute énergie afin de réduire leur longueur d’onde pour qu’ils pénètrent plus profondément dans le proton. Ils  bombardent alors  le proton avec …Il faut   ensuite   étudier la façon dont l’énergie et l’impulsion des électrons  entrants sont transférés aux quarks. Enfin , les auteurs  combinent  les mesures effectuées sur les photons émis par les quarks,   les mesures sur les électrons diffusés et sur les mouvement de recul des protons touchés .

 Mon lecteur s’interroge sur le sens  des  résultats : ceux-ci  espèrent décrire   les forces  subies   les mouvements observés et les angles  par rapport à l’angle de visée, à savoir :

1/ l’hydrogène liquide  est sous forme moléculaire   mais   avec une paire d’électrons de liaison  covalente    entre les 2 protons

2/: le proton touché par l’électron primaire  a un  spin et continue à  tourner  sur lui-même  

/ : le proton touché  recule avec un angle donné   et émet un photon qui diffuse   à l’intérieur vers les quarks  

4/: les quarks touchés    gardent leur  spin   d’origine

5/:  les quarks touchés échangent leur énergie   par  un photon  mais   restent cependant  confinés dans leur prison

6/ le photon  créé  diffuse soit en traversant le  noyau des 3  quarks   , soit en ressortant  du proton

  Mais tout ceci suppose  que des quarks virtuels  ne perturbent pas   l’équilibre basique ….

 L’ensemble  a pour objectif de  décrire   les diverses  forces régnant  dans l’intérieur du proton   , car les quarks sont chargés +  ou - , ont une masse , ont une force de couleur  et tournent   sur eux-mêmes et par rapport au centre de gravité du noyau …. LA CARTOGRAPHIE  GLOBALE D PROTON   EST CELLE D’UNE SPHERE TOURNANTE  APPROXIMATIVE DONC COMPLEXE