Le pion est une particule clé pour comprendre la chromodynamique quantique (QCD), la théorie qui décrit l’interaction forte. Cependant son contenu en gluons reste encore mal connue. Cette thèse explorera une nouvelle méthode pour étudier le contenu en gluons du pion, en associant la production de mésons vecteurs au processus de Sullivan, qui permet d’étudier le pion lors de collisions électron-proton sans avoir besoin d’une cible dédiée de pions.
Le doctorant ou la doctorante analysera les données déjà collectées par l’expérience CLAS12 au Jefferson Lab, afin d’étudier la production exclusive de mésons phi près du seuil de production sur le pion. L’objectif sera d’évaluer la possibilité d’isoler expérimentalement le processus de Sullivan et d’accéder aux facteurs de forme gravitationnels du pion associés aux gluons, qui renseignent notamment sur la distribution interne de sa masse et de sa pression. L’analyse reposera sur l’identification des particules, la reconstruction des événements, la maîtrise des processus physiques concurrents et le développement d’un générateur d’événements dédié.
Le projet comprendra également des études de faisabilité pour de futures mesures auprès du collisionneur électron-ion (EIC), dont les énergies de collision plus élevées pourraient ouvrir de nouvelles perspectives pour sonder la structure gluonique du pion, notamment à travers la production de mésons J/psi.
Mené au sein du Laboratoire de Structure du Nucléon (LSN) du CEA/Irfu, ce projet associe analyse de données expérimentales, phénoménologie et simulations de détecteurs. Il offre à un étudiant ou une étudiante de master l’occasion de contribuer à une étude originale de la QCD, tout en participant à la préparation de futures mesures dans le cadre d’un programme international de recherche.