symetries et physique nucleaire - Cenbg - IN2P3

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OU côte des acc418rateurs la situation est sensiblement Io même. La plupari dese~~6riences'~ ont conclu b l'absence d'oscillations et fixe des limites sur les paramdtres sin228et ~ m Une ~ . experience O trouvQ un exces d'Qlectrons significatiftw que l'on peut expliquer pardes oscillations de neutrinos. Les acc&l&rateurs de haute énergie fournissent des faisceaux deneutrinos muoniques puisque ces derniers proviennent de la dQsintQgration des pions. On peutfaire des experiences de disparition (des neutrinos muoniques) ou d'opporition[de neutrinosBlectroniques). Les experiences de disparition demandent des mesures d au moins deux distancesdifferentes, donc un detecteur mobile ou plusieurs detecteurs fixes. Les experiences d'apparitionpeuvent se faire avec un seul detecteur. Elles sont en principe plus fiables puisque le rapportsignalhniit est th8oriquement infini. Ce n'est pas le cas dans Io pratique car le faisceau deneutrinos muoniques est contamine par des neutrinos Blectroniques (les pions et les kaons sed6sintàgrent aussi en Blectrons). II fout donc bien connaître Io composition du faisceau pourinterpreter les résultats. Des maauree efieciu6es au CERN et à Brookhaven sur les leptonsproduits par les interactions des neutrinos avec la motibre ont trouve trois fois plus d'électronsque pr6vu d'aprds la contamination du faisceau. Ces r4sullats demandent une confirmation.952 Les oscillations dans la matière.Des d6veloppements interessants ont résult8 des travaux de ~olfenstein'~, Mikheyeu etmim mou'^, d'oùle nom de MSW qui a QtB donne au rnoddle qui traite des oscillations deneutrinos dans la mati~re'~'. On trouvera les details des calculs dans l'appendice C.Dans lamatidre, les neutrinos Qlectroniques (c'est la saveur produite dans le soleil] n'interagissent pasde la même façon que les neutrinos muoniques ou tauoniques. En effet, seuls les neutrinosBlectroniques peuvent Bchanger des bosons W avec les Qlectrons. Les oscillations de neutrinosseront donc modifiees par la presence de matidre. Mais ce qui est vraiment nouveau, c'est lapossibilitb d'une r6sonnance. Pour une certaine valeur de la densite de la matiare l'angle demélange (on considbre deux sweurs seulement) passe par la ualeur n/4. ce qui correspond aum61ange maximal. On peut calculer que cette valeur de la densit4 peut se trouver realisee dansune region du soleil. Plusieurs auteurs ont axploitb ce modale pour tenter de resoudre /'$.>&macbs wtrhas so/almdm. On sait en effet que des expbriences (qui se pounuivont depuis denombreuses ann6es) trouvent au niveau de la terre un flux de neutrinos environ trois fois plusfaible que la prbdiction thborique, qui repose sur les meilleures donnees disponibles: modalessolaires, sections efficaces nucl6aires. II est possible que la physique des particules appoi-ieexplication satisfaisante 6 ce probldme qui intrigue physiciens et astrophysiciens. II fautcependant remarquer que les neutrinos dont il est question ici sont ceux qui sont au dessus duseuil de d6tection par la r8action:une
Ces neutrinos ne reprbsentent qu'une faible fraction de la totalit4 des neutrinos produits dans lesoleil. II deuient donc urgent de mettre en place des dQtecteurs sensibles aux neutrinos debasse Qnergie. beaucoup plus abondants et produits par des r4actions mieux connues. Le galliumest un BI6ment intbressant et des tentatives sont faites pour mettre sur pied une collaborationinternationale uouée à l'utilisation d'un delecteur au gallium. Ru Canada, un groupe a propose deconstruire un dbtecteur Cerenkou à eau lourde. II faudra attendre plusieurs annees avant que.peut-aire, les neutrinos nous livrent leurs secrets.
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« Symétries et physique nucleüir
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Cours enseignes aux prbcedentes ses
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TABLE DES MATlERESAVANT-PROPOSPh. Q
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SYETRIE CHIRALEP.A.M. GUICHON1 . IN
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PHYSIQUE DES PARTICULES : LA QUETE
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P, C, T, NOMBRE BARYONIQUE ET NOHBR
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symétrie). On ne peut plus se perm
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Figure 1: Un tQtraddre droit a pour
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avec une grande section efficace po
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Nous verrons que, encore aujourdhui
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2.3 Le nombre baryonique et les nom
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3 L'Ouolution historique3.1 Les anc
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d'embranchement de quelques %. Rujo
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oyonnement de freinage, et perd son
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directe, contrairement aux photons
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YS)Le boson qui transmet l'interact
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montre [en exploitant le modele des
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[VLI~4.22 Existe-t-il une matrice d
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(Fve Zurich < 18 eV spectre B du tr
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lllquestions fondamentales. Ce n'es
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ien auancb, avec un faisceau de pro
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physique soit telle que les Qlectro
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Figure 5: Les lois de consemationci
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COI N C~Figure 6: La polarisation c
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la polartsation transversale des Ql
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une feuille mince oirnont6e. Enfin.
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5.3 Les effets dans les courants fo
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5.3.3 Interaction ~e~ton-~uark~'.5.
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Lorsque l'énergie E, du faisceau v
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5.4 Les effets dans les interoction
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II existe d'autres possibilités ex
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noyaux légers que la methode prend
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où Z et N sont les nombres de prot
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où A est l'analogue du noyau C : A
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Chaque RIA est caractérisée par u
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où mLj(r,k ) et .$Lj(r.kn) sont le
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où n. - 1 pour les sous-couches re
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Za Table 8 montre les valeurs (en M
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Cette dépendance en énergie est r
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La forme de ce potentiel a plusieur
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faut noter que l'on ne connait pas
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En relation avec le potentiel dépe
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On peut peupler partir du mème eta
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ou xf, xi représenterit les ondes
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Ajoutons .i cet argument général
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a des multiplets où T,- 255 -est g
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29. R.G.H. Robertson, W. Benenson,
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Fiés& :La symétrie chirale est d'
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II. NOTION OE SYllETRIE CHIRALE1) H
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(B. 1)où on a défini les nouveaux
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III. LA SYILTRIE CHIRALE : UNE SYII
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souvent le choix inverse !) En util
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qui induisent les transitionsk' ,et
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facteur de forme Gp(k) doit donc av
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P.C.A.C. (Partiall~ Conserved Axial
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Goldstone" par opposition à la ré
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Le terme C(X) rassemble tous les au
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On peut fignoler un peu le calcul e
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Par le théorème de ~oether~ on co
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comme on peut le vérifier directem
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Finalement il nous reste à tenir c
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Le dernier terme dans & donne la di
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contribution de ce couplage vient e
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et des graphes dits de "pôle de pi
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1. M.L. Goldberger and S.M. Treiman
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R M:Les brisures (spontanées) de s
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- 300 -finis, c'est-à-dire avec un
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nombre de particules reste fixe et
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Pour un système macroscopique, la
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ceci s'écrit :avecLa solution exac
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L'état fondamental est donc donné
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Faisons maintenant la m-eme étude
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'pas des états stationnaires mais
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En définissantnous arrivons à :o
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- 316 -ce qui signifie que seules l
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et que le projecteur peut aussi s'
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Dans notre modèle, le recouvrement
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- 322 -méthode de projectoin que n
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Pig. 10. Distribution d'une paike d
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à la gouttelette : outre le mouvem
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L'équation (5.33) s'écrit alors :
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Fig. 16. Dépendance de la solution
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Le point représente l'interaction
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A l'équilibre (5.54) et avec (5.50
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Nous voyons que la solution RPA dev
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termes cinétiques dans les exemple
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Les constantes c. sont fonctions de
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L'opérateur de masse contient une
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kNous ut~lisons la relation = PL,-
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REFERENCESJ'ai été volontairement
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AVERTISSEMENTCe cours est divisé e
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Le succès de cette approche fut te
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nettement plus basse. 11 s'agit d'u
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On note = (-l)wd-w et (dfd')nL)= [d
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Neutron NurnberFigure 7 : Spectres
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La région -4-Dans cette région le
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1' La distinction explicite entre b
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Ces deux derniers termes (%,et V,,)
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Neulrcm numberFigure15 : DiPi&rents
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noyaux qui nous intéressent ici, d
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Prenons l'exemple d'une transition
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Pigure 22 : Densites de charge do t
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sont tout Bhypothèses faites.fait
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Nous avons étudie à Saclay quatre
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présentent une telle discontinuit
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extension radiale des fonctions d'o
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IBM ET MELANGE DE CONFIGURATIONS* P
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RésuméLes noyaux de A impair sont
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L'expérience montre que- les parci
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Nombre de neutronsFigure 1 : Compar
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Figure 2 : Comparaison des valeurs,
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- 426 -forment aussi une algèbre f
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La formule (18) peut être considé
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1V.C Tests de la symétrie de Bose-
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De facon plus quantitative, il est
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Les opérateurs de transfert les pl
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les générateurs de ces groupes B
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Le schéma de supersymétrie a éga
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Cette extension unificatrice de la
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Dans cet hamiltonien, si les param
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- Décroissance JB (Ov) ; transitio
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C'est-&-dire qu'un gain d'un ordre
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L'ensemble de ces mesures géologiq
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Fig. 8 Spectres directs de detecteu
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selection en énergie sur le photon
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VI - AUTRES PROJETSDe nombreuses ex
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1. INTRODUCTIONLes symétries physi
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Le calcul du temps de vie du nuclé
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qui seraient bienvenues pour la gra
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Fig' : Solution de l'équation (21)
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Le rayon carré isosealaire moyen e
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Les matrices A et B sont des matric
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En utilisant les fonctions des nucl
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leurs de f,,, e, y et B sont diffé
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-./4 La théorie des quarks dans la
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APPENDICE A : CALCUL DE LA MASSE DU
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ce qui correspond bien à l'éq. (6
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PHYSIQUE DES INTERACTIONS FONDAMENT
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LISTE DES PARTICIPANTSABCRALLABZOIT
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ADRESSESCentre d'Etudes luclkaires
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C.E.R.N.33 rue des Lattes-11.-1217
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