Academic literature on the topic 'Moment angulaire orbital des quarks'
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Journal articles on the topic "Moment angulaire orbital des quarks"
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Weng, Zi-Hua. "Spin angular momentum of proton spin puzzle in complex octonion spaces." International Journal of Geometric Methods in Modern Physics 14, no. 07 (March 16, 2017): 1750102. http://dx.doi.org/10.1142/s021988781750102x.
Full textAbstract:
The paper focuses on considering some special precessional motions as the spin motions, separating the octonion angular momentum of a proton into six components, elucidating the proton angular momentum in the proton spin puzzle, especially the proton spin, decomposition, quarks and gluons, and polarization and so forth. Maxwell was the first to use the quaternions to study the electromagnetic fields. Subsequently the complex octonions are utilized to depict the electromagnetic field, gravitational field, and quantum mechanics and so forth. In the complex octonion space, the precessional equilibrium equation infers the angular velocity of precession. The external electromagnetic strength may induce a new precessional motion, generating a new term of angular momentum, even if the orbital angular momentum is zero. This new term of angular momentum can be regarded as the spin angular momentum, and its angular velocity of precession is different from the angular velocity of revolution. The study reveals that the angular momentum of the proton must be separated into more components than ever before. In the proton spin puzzle, the orbital angular momentum and magnetic dipole moment are independent of each other, and they should be measured and calculated respectively.
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MIRJALILI, ABOLFAZL, KIANOOSH KESHAVARZIAN, and MOHAMMAD MEHDI YAZDANPANAH. "FLAVOR AND SPIN DEPENDENT STRUCTURE OF THE NUCLEON AND MESON." International Journal of Modern Physics A 27, no. 01 (January 10, 2012): 1250003. http://dx.doi.org/10.1142/s0217751x12500030.
Full textAbstract:
We employ the polarized chiral constituent quarks to extract the polarized structure function of the nucleon. The polarized valon model is used to calculate the spin dependence of parton distribution functions of meson. The connection between the polarized structure of the proton and the Goldstone bosons, using the chiral quark model (χQM) is analyzed and the spin dependence of the parton distribution functions for pion and kaon, is obtained thoroughly. These functions are evolved to high Q2 values, using the singlet, nonsinglet and quark–gluon moments (ΔMS, ΔMNS, ΔMgq) which are convoluted with the polarized valon distributions. The polarized valon distributions for meson are computed, based on a phenomenological method and a comparison between polarized and unpolarized parton distribution functions for pion and kaon are performed. As a consequence of the χQM, the SU (3)f symmetry breaking for the spin dependent of the nucleon sea distributions is achieved. The required polarized parton distributions of the proton will be obtained from the parton distribution functions of the polarized meson via the related convolution integral which are existed in the χQM. Following that the analytical result for the proton's spin structure function, [Formula: see text], is obtained and compared with experimental data. Finally, the parton orbital angular momentum of meson are introduced and the total spin of the meson, based on this quantity and the first moment of distributions for gluon and singlet sectors, are obtained.
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SONG, XIAOTONG. "QUARK ORBITAL ANGULAR MOMENTUM IN THE BARYON." International Journal of Modern Physics A 16, no. 22 (September 10, 2001): 3673–97. http://dx.doi.org/10.1142/s0217751x01005018.
Full textAbstract:
Analytical and numerical results, for the orbital and spin content carried by different quark flavors in the baryons, are given in the chiral quark model with symmetry breaking. The reduction of the quark spin, due to the spin dilution in the chiral splitting processes, is transferred into the orbital motion of quarks and antiquarks. The orbital angular momentum for each quark flavor in the proton as a function of the partition factor κ and the chiral splitting probability a is shown. The cancellation between the spin and orbital contributions in the spin sum rule and in the baryon magnetic moments is discussed.
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Kostenko, Boris. "Quark-Parton Model and Relativistic Quantum Mechanics." EPJ Web of Conferences 173 (2018): 02012. http://dx.doi.org/10.1051/epjconf/201817302012.
Full textAbstract:
An attempt to treat the asymptotic freedom and the quark confinement as a self-consistent problem in the framework of relativistic quantum mechanics is realized. It is shown that the confinement of quarks induces a change of their helicities together with a simultaneous alteration of orbital momenta, so that the total angular momentum of each quark is conserved. This observation may cast light on the so-called proton spin puzzle after some additional numerical estimations.
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Lorcé, Cédric. "Quark Spin-Orbit Correlations." International Journal of Modern Physics: Conference Series 37 (January 2015): 1560036. http://dx.doi.org/10.1142/s2010194515600368.
Full textAbstract:
The proton spin puzzle issue focused the attention on the parton spin and orbital angular momentum contributions to the proton spin. However, a complete characterization of the proton spin structure requires also the knowledge of the parton spin-orbit correlation. We showed that this quantity can be expressed in terms of moments of measurable parton distributions. Using the available phenomenological information about the valence quarks, we concluded that this correlation is negative, meaning that the valence quark spin and kinetic orbital angular momentum are, in average, opposite. The quark spin-orbit correlation can also be expressed more intuitively in terms of relativistic phase-space distributions, which can be seen as the mother distributions of the standard generalized and transverse-momentum dependent parton distributions. We present here for the first time some examples of the general multipole decomposition of these phase-space distributions.
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Wakamatsu, Masashi. "Is gauge-invariant complete decomposition of the nucleon spin possible?" International Journal of Modern Physics A 29, no. 09 (April 8, 2014): 1430012. http://dx.doi.org/10.1142/s0217751x14300129.
Full textAbstract:
Is gauge-invariant complete decomposition of the nucleon spin possible? Although it is a difficult theoretical question which has not reached a complete consensus yet, a general agreement now is that there are at least two physically inequivalent gauge-invariant decompositions (I) and (II) of the nucleon. In these two decompositions, the intrinsic spin parts of quarks and gluons are just common. What discriminate these two decompositions are the orbital angular momentum parts. The orbital angular momenta of quarks and gluons appearing in the decomposition (I) are the so-called "mechanical" orbital angular momenta, while those appearing in the decomposition (II) are the generalized (gauge-invariant) "canonical" ones. By this reason, these decompositions are also called the "mechanical" and "canonical" decompositions of the nucleon spin, respectively. A crucially important question is which decomposition is more favorable from the observational viewpoint. The main objective of this concise review is to try to answer this question with careful consideration of recent intensive researches on this problem.
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Pruvost, Laurence, and Thierry Ruchon. "Vortex optiques en interaction avec des atomes." Reflets de la physique, no. 75 (April 2023): 10–16. http://dx.doi.org/10.1051/refdp/202375010.
Full textAbstract:
Un vortex optique est un faisceau laser dont le front d’onde est hélicoïdal. Il est donc chiral, d’hélicité gauche ou droite selon le sens de l’hélice. En plus du moment angulaire de spin qui correspond à la polarisation, les photons possèdent aussi un moment angulaire orbital (OAM) qui est quantifié et caractérise l'hélicité du vortex. L’interaction non linéaire de vortex optiques avec des atomes conduit à l’échange d’OAM avec l‘ensemble atomique et la génération de nouveaux vortex. Les propriétés quantiques de ces vortex sont une ressource exploitable dans le cadre des technologies quantiques comme le stockage et le codage de l’information.
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Liu, Keh-Fei. "Quark and Glue Components of the Proton Spin from Lattice Calculation." International Journal of Modern Physics: Conference Series 40 (January 2016): 1660005. http://dx.doi.org/10.1142/s2010194516600053.
Full textAbstract:
The status of lattice calculations of the quark spin, the quark orbital angular momentum, the glue angular momentum and glue spin in the nucleon is summarized. The quark spin calculation is recently carried out from the anomalous Ward identity with chiral fermions and is found to be small mainly due to the large negative anomaly term which is believed to be the source of the ‘proton spin crisis’. We also present the first calculation of the glue spin at finite nucleon momenta.
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Iwasaki, Sachio, Makoto Oka, Kei Suzuki, and Tetsuya Yoshida. "Hadronic Paschen-Back effect in P-wave charmonia under strong magnetic fields." International Journal of Modern Physics: Conference Series 49 (January 2019): 1960002. http://dx.doi.org/10.1142/s2010194519600024.
Full textAbstract:
The Hadronic Paschen-Back effect (HPBE) is a new phenomenon induced by the interplay between finite orbital angular momenta of hadrons and external strong magnetic fields. We review the HPBE in P-wave charmonia and show its mass spectra, deformed wave functions, and mixing ratios, which are evaluated by the constituent quark models in a magnetic field and the cylindrical Gaussian expansion method.
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JAFFE, ROBERT L. "OPEN QUESTIONS IN HIGH ENERGY SPIN PHYSICS." International Journal of Modern Physics A 18, no. 08 (March 30, 2003): 1141–52. http://dx.doi.org/10.1142/s0217751x03014459.
Full textAbstract:
I describe a few of the most exciting open questions in high energy spin physics. After a brief look at (g - 2)μ and the muon electric dipole moment, I concentrate on QCD spin physics. Pressing questions include the interpretation of new asymmetries seen in semi-inclusive DIS, measuring the polarized gluon and quark transversity distributions in the nucleon, testing the DHGHY Sum Rule, measuring the orbital angular momentum in the nucleon, and many others which go beyond the space and time allotted for this talk.
Dissertations / Theses on the topic "Moment angulaire orbital des quarks"
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Riberdy, Michael. "Continuum QCD approaches to the 3D structure of the nucleon." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASP043.
Full textAbstract:
Premier aspect : Modélisation des GPDs via les fonctions d'onde du cône de lumière (FOCLs)L'étude améliore les moyens de trouver les fluctuations des nucléons en terme de quarks d'helicité définie. Elle utilise une représentation des distributions généralisées de partons (GPD) fondée sur des FOCLs de moment angulaire orbital de quark défini. Ces FOCLs sont importantes dans les développements de Fock des états hadroniques et sont des projections d'amplitudes à trois quarks. Les projections 3D du cône de lumière de ces amplitudes sont utilisées pour restaurer une interprétation probabiliste. Les amplitudes à trois quarks à projeter, à leur tour, sont des fonctions d'onde définies par des éléments de matrice de nucléon hors diagonale, ce qui permet d'obtenir des LFWF de nucléon de divers moments angulaires orbitaux définis (OAM).Avec ces FOCLs d'hélicité de quark définie, l'étude calcule les GPD par recouvrement. Cette approche permet d'isoler les contributions d'OAM défini aux GPDs des nucléons, aux fonctions de distribution des partons, aux facteurs de forme électromagnétiques et au rayon électrique du nucléon. L'importance de ce travail réside dans son potentiel à cartographier les contributions des états OAM de quark distincts à la structure du nucléon. Second aspect : repondération bayésienne des répliques de GPD en utilisant des données de simulation factice. Une étude systématique est présentée pour démontrer l'impact des données QCD sur réseau sur l'extraction des GPDs. Pour ce faire, un ensemble préalablement développé de modèles de GPDs basés sur des techniques d'apprentissage automatique est utilisé. La modélisation sous-jacente respecte les exigences théoriques, notamment la polynomialité, une forme de contrainte de positivité et des limites connues. Une attention particulière est accordée à l'estimation de l'incertitude découlant de la connexion complexe entre les GPDs et les processus expérimentaux, notamment la diffusion Compton à grande virtualité. Des données de QCD sur réseau factices sont stratégiquement incluses dans un cadre bayésien, réduisant l'incertitude associée aux modèles. L'accent est mis sur l'évaluation de l'impact de la précision, de la corrélation et de la couverture cinématique des données de simulation sur la réduction de l'incertitude, en particulier à obliquité modérée. Cela permet d'établir un lien entre les praticiens de la QCD sur réseau et la modélisation GPDs en examinant les contraintes sur les données simulées nécessaires pour maximiser la réduction de l'incertitude du côté de la modélisation des GPDs. En résumé, cette thèse de doctorat présente une exploration doublement axée sur la dynamique des quarks au sein de la structure nucléonique. Le premier aspect affine la modélisation des GPDs via les fonctions d'onde du cône de lumière (FOCLs), isolant les fluctuations de la projection d'hélicité des quarks et cartographiant la structure multidimensionnelle du nucléon. En complément, le deuxième aspect réalise une étude d'impact, incorporant des données de réseau factices pour contraindre la modélisation préalable des GPDs effectuée précédemment. Utilisant un cadre bayésien, ce travail affine les incertitudes résultant d'un modèle, éclairant ainsi les utilisations possibles des études de QCD sur réseau destinées à alimenter la modélisation des GPDs en combinaison et en complément des données expérimentales actuelles à venirThis PhD thesis encompasses two distinct yet interrelated aspects that contribute to the understanding of quark dynamics within the nucleon structure.First Aspect: GPD Modeling via LFWFsThe study improves ways to find quark helicity projection nucleon fluctuations. It uses a representation of Generalized Parton Distributions (GPDs) with definite quark orbital angular momentum Light Front Wave Functions (LFWFs). These LFWFs are important in Fock expansions of hadronic states, and are projections of three-quark amplitudes . The 3D light cone projections of such amplitudes are used to restore a probabilistic interpretation. The three-quark nucleon amplitudes to be projected, in turn, are wave functions defined through off-diagonal nucleon matrix elements, leading to the derivation of nucleon LFWFs of various definite orbital angular momenta (OAM).With these definite quark helicity LFWFs, the study calculates GPDs as combinations of their overlaps. This approach facilitates isolation of definite OAM contributions to nucleon GPDs, Parton Distribution Functions (PDFs), Electromagnetic Form Factors (FFs), and the electric nucleon radius. The significance of this work lies in its potential to map the contributions of distinct quark OAM states to nucleon structure.Second Aspect: Bayesian Reweighting of GPD Replicas Using Mock Lattice DataA systematic study is presented to demonstrate the impact of lattice QCD data on the extraction of GPDs. To achieve this, a previously developed set of GPD models based on machine learning techniques is employed. The underlying modeling adheres to theoretical requirements, including polynomiality, a form of positivity constraint, and known limits. Special attention is given to estimate uncertainty arising from the challenging connection between GPDs and experimental processes, notably deeply virtual Compton scattering (DVCS).Mock lattice QCD data inputs are strategically included in a Bayesian framework, reducing the uncertainty associated with the models. Emphasis is placed on assessing the impact of precision, correlation, and kinematic coverage of lattice data on uncertainty reduction, particularly at moderate skewness. This allows for a connection between lattice QCD practitioners and GPD modeling by investigating the constraints on lattice data necessary for the greatest reduction of uncertainty on the modeling side of nucleon GPD physics.In summary, this PhD thesis presents a dual-focused exploration of quark dynamics within the nucleon structure. The first aspect refines GPD modeling through LFWFs, isolating quark helicity projection nucleon fluctuations and delineating the multidimensional structure of the nucleon. Complementing this, the second aspect conducts an impact study, incorporating mock lattice data to constrain prior GPD modeling by colleagues of the candidate. Utilizing a Bayesian framework, the study refines uncertainties resulting from a prior model based on Goloskov and Kroll's phenomenological approach, and in doing so elucidates possible uses of directed lattice QCD studies intended to feed GPD modeling in combination and complement to current and future experimental data
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Nguyen, Duy Kevin. "Étude des ondes à Moment Angulaire Orbital pour les liaisons Radiofréquences." Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30033.
Full textAbstract:
Despite his discovery in the early twentieth century, the Orbital Angular Momentum (OAM) is an electromagnetic wave property unexploited yet. Since the 1990s, it has been firstly used in Optics with paraxial or Gaussian beams. On the contrary to the Spin Angular Momentum which has two orthogonal states, the Orbital Angular Momentum has theoretically infinite orthogonal states. Recently, this property has been studied with experiments in the radiofrequency domain which arouse the interest for these kinds of waves. Indeed, the Orbital Angular Momentum, as an information encoding medium, has been highly considered in optical links. In the telecommunication community, it shows the perspective of improving the link capacity with equivalent spectral occupation. In a highly controversial context, the objective of this work is to study the fundamental properties of the Orbital Angular Momentum to learn the basic properties of waves carrying Orbital Angular Momentum, called electromagnetic vortexes. It will permit to finally determine the potentials and the limits of his use. This first step gave two ways of study. On the one hand, we bring our contribution in improving the existent works on the estimation theory of the order of Orbital Angular Momentum. On the other hand, the link budget of a wave carrying Orbital Angular Momentum is proposed with an asymptotic study to end with an original formulation. It shows the equivalent terms of gains and losses which can help the pre-conception of a communication system using Orbital Angular Momentum. This formulation is validated in simulation and with an experimental prototype of a system with four Orbital Angular Momentum communication channels, realized with the support of the CNES. Finally, this manuscript ends with discussions on the many possibilities given by the Orbital Angular MomentumMalgré sa découverte au début du XXe siècle, le Moment Angulaire Orbital (OAM) est une propriété de l'onde encore inexploitée actuellement. Au cours des années 1990, les premières utilisations pratiques du Moment Angulaire Orbital d'une onde électromagnétique ont vu le jour dans le domaine optique. Il s'agissait alors de faisceaux collimatés ou gaussiens. Contrairement au Moment Angulaire de Spin qui ne possède que deux états orthogonaux, il existe en principe une infinité d'états pour le Moment Angulaire Orbital. On peut également exhiber pour eux des propriétés algébriques d'orthogonalité. Les récentes expériences qui mettent en oeuvre cette propriété dans le domaine des hyperfréquences ont suscité un intérêt pour ces ondes. En effet, l'utilisation du Moment Angulaire Orbital, en tant qu'élément de codage de l'information, a été récemment investiguée dans le domaine des liaisons optiques. Au sein de la communauté des télécommunications, elle laisse notamment apparaître des perspectives d'accroissement des capacités de transmission, à occupation spectrale équivalente. Nous proposons dans cette thèse l'étude des concepts fondamentaux, en appui sur l'état de l'art, pour poser les bases de la compréhension de ces ondes si particulières, également appelées vortex électromagnétiques. Malgré la très vive controverse actuelle autour de ce sujet, l'objectif de ces travaux est de dresser un premier bilan des aspects fondamentaux sur le Moment Angulaire Orbital et de statuer sur les potentialités et les limites de son utilisation. Nous avons défini deux axes d’étude pour atteindre ces objectifs. D'une part, nous apportons une contribution en approfondissant les travaux existants sur la théorie de l'estimation locale de l'ordre du Moment Angulaire Orbital. D'autre part, la problématique du bilan de liaison d'une onde porteuse de Moment Angulaire Orbital est largement étudiée. Un développement asymptotique est proposé pour aboutir à une formulation originale faisant apparaître des termes équivalents de gains et de pertes. Cette formulation, permettant de pré-dimensionner un système de communication à Moment Angulaire Orbital, est validée en simulation et expérimentalement à l'aide d'un prototype de système de communication à quatre canaux de Moment Angulaire Orbital, conçu et réalisé avec le soutien du CNES. Enfin, prenant part à un travail amont sur le Moment Angulaire Orbital, ce manuscrit s'achève sur des discussions quant aux potentialités multiples liées à cette propriété
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Sanchez, Padilla Benjamin. "Rotational mechanical effects driven by the transfer of the acoustic orbital angular momentum." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0452.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse traite des effets mécaniques rotationnels résultant de l'interaction son-matière en présence de transfert de moment angulaire de nature orbitale. Deux approches expérimentales sont mis en œuvre, toutes deux utilisant des ondes ultrasonores se propageant dans l'air et des objets de taille centimètrique obtenus par impression 3D imprimés et se comportant comme des miroirs structurés imprimant un profil de phase hélicoïdal au champ réfléchi. Le résultat principal consiste en la mesure directe quantitative du moment angulaire orbital porté par un faisceau vortex via deux approches indépendantes. La première est basée sur l’utilisation d’un miroir hélicoïdal placé à l’interface air-eau, et la seconde repose sur le développement d'un oscillateur mécanique de torsion forcé par le transfert de moment angulaireWe study the rotational mechanical effects resulting from sound-matter interaction in the presence of orbital angular momentum transfer. A set of experimental realizations are implemented by using ultrasonic waves propagating in the air and 3D printed centimeter-sized objects acting as structured mirrors imparting a helical phase profile to the reflected wave. The main result consists of the quantitative direct measurement of the orbital angular momentum carried by acoustic vortex beams via two independent approaches. The first one is based on the use of a freely rotating helical mirror placed at air-water interface, and the second one relies on the development of a torsional mechanical oscillator driven by acoustic orbital angular momentum
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Tandjè, Sourou Hugues Arsène. "Conception et caractérisation de fibres optiques à modes à moment angulaire orbital." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1R032/document.
Full textAbstract:
Les fibres optiques (qu’elles soient à saut ou à gradient d'indice) sont largement utilisées pour les liaisons longue (intercontinentale, dorsale optique terrestre) et courte portée (centre de données, réseau d'accès). Certaines fibres, appelées fibres optiques de spécialité, jouent également un rôle important dans d'autres domaines telles que la médecine (endoscopie par exemple), les capteurs, les applications au laser, etc. La multiplication constante des services Internet combinée à la croissance du nombre d'utilisateurs rend nécessaire l'augmentation de la capacité actuelle des réseaux à fibres optiques. Les fibres aujourd’hui installées et utilisées pour les transmissions à très haut débit utilisent uniquement le mode fondamental (noté LP01, dans l'approximation de faible guidage) pour transmettre les informations : on parle de fibres optiques monomodes. Comme ils atteignent maintenant la limite non-linéaire de Shannon, une des idées pour augmenter la capacité des réseaux optiques consiste à mettre en œuvre le multiplexage spatial (SDM) et à utiliser simultanément différents modes dans une fibre dite légèrement multimode (supportant généralement quelques dizaines de modes) ou une fibre multi-cœurs. Depuis 2010, plusieurs études ont été développées dans ce sens, principalement sur les fibres supportant les modes LP (Linéairement Polarisés) et, plus récemment, les modes OAM (moment angulaire orbital), c’est-à-dire des modes à polarisation circulaire et à phase hélicoïdale. Dans ce dernier cas, les propriétés de phase et de polarisation sont supposées limiter le couplage entre les modes. Ce travail de thèse porte sur la conception et la réalisation de fibres OAM présentant un couplage faible entre modes, pour une application au transport de données mais également pour une étude en photonique non-linéaire. Certaines des fibres étudiées sont des fibres à cœur annulaire fabriquées selon les méthodes de fabrication conventionnelles, présentant des rayons interne / externe et des indices d’anneau optimisés. Nous avons fabriqué de telles fibres à cœur annulaire toute solide dans le but de les appliquer pour une transmission MIMO simple en utilisant des modes OAM comme des canaux indépendants. Cependant, nous avons également conçu et fabriqué la première fibre à cristal photonique (PCF) avec un cœur annulaire quasi-circulaire, à faible perte par confinement et adaptée au guidage des modes OAM. Nous avons montré expérimentalement que les fibres fabriquées supportent les modes OAM et leurs matrices de transmission ont été mesurées. Nous avons également effectué des expérimentations préliminaires sur le décalage solitonique dans la fibre PCF supportant les modes OAMOptical fibers (step index and graded-index ones) are widely used for long-haul (intercontinental, terrestrial optical backbone) and short-reach (datacenter, access network) links. Some fibers called specialty optical fibers also play an important role in other applications like medicine (endoscopy for example), sensing, laser applications etc. The constant rise of Internet services combined to the growth of the number of Internet users makes it necessary to increase the current capacity of optical fiber networks. The fibers commercially used today for very high data rate transmissions use only the fundamental mode (denoted LP01, in the weakly guiding approximation) to transmit the information: there are known as single-mode fibers. As they are now reaching the so-called nonlinear Shannon limit, one of the ideas for increasing the capacity of fiber networks is to implement space-division multiplexing (SDM) and then simultaneously use different modes in a so-called few-mode fiber (fiber supporting typically dozens of modes) or a multicore fiber. Since 2010, several studies have been developed in this direction, mainly on fibers supporting LP (Linearly Polarized) modes and more recently OAM (Orbital Angular Momentum) modes, i.e. modes with helical phase and circular polarization. In this last case, phase and polarization properties are supposed to limit the coupling between modes. This PhD work deals with the design and the realization of OAM fibers presenting weak coupling between modes, for application to data transport but also for study in nonlinear photonics. Some of the fibers studied are annular core fibers made by conventional manufacturing methods, having internal / external radii and optimized ring refractive indices. We fabricated such all-solid ring-core fibers with the aim to apply them for simple MIMO transmission using OAM modes as independent channels. However, we also designed and manufactured the first photonic crystal fiber (PCF) with close-to-circular ring-core, low confinement loss and suitable for OAM mode guidance. We experimentally show that the fabricated fibers support OAM modes, and their transmission matrices have been measured. We also performed preliminary solitonic shifting experimentations in PCF fiber supporting OAM
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Tandjè, Sourou Hugues Arsène. "Conception et caractérisation de fibres optiques à modes à moment angulaire orbital." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2019. http://www.theses.fr/2019LILUR032.
Full textAbstract:
Les fibres optiques (qu’elles soient à saut ou à gradient d'indice) sont largement utilisées pour les liaisons longue (intercontinentale, dorsale optique terrestre) et courte portée (centre de données, réseau d'accès). Certaines fibres, appelées fibres optiques de spécialité, jouent également un rôle important dans d'autres domaines telles que la médecine (endoscopie par exemple), les capteurs, les applications au laser, etc. La multiplication constante des services Internet combinée à la croissance du nombre d'utilisateurs rend nécessaire l'augmentation de la capacité actuelle des réseaux à fibres optiques. Les fibres aujourd’hui installées et utilisées pour les transmissions à très haut débit utilisent uniquement le mode fondamental (noté LP01, dans l'approximation de faible guidage) pour transmettre les informations : on parle de fibres optiques monomodes. Comme ils atteignent maintenant la limite non-linéaire de Shannon, une des idées pour augmenter la capacité des réseaux optiques consiste à mettre en œuvre le multiplexage spatial (SDM) et à utiliser simultanément différents modes dans une fibre dite légèrement multimode (supportant généralement quelques dizaines de modes) ou une fibre multi-cœurs. Depuis 2010, plusieurs études ont été développées dans ce sens, principalement sur les fibres supportant les modes LP (Linéairement Polarisés) et, plus récemment, les modes OAM (moment angulaire orbital), c’est-à-dire des modes à polarisation circulaire et à phase hélicoïdale. Dans ce dernier cas, les propriétés de phase et de polarisation sont supposées limiter le couplage entre les modes. Ce travail de thèse porte sur la conception et la réalisation de fibres OAM présentant un couplage faible entre modes, pour une application au transport de données mais également pour une étude en photonique non-linéaire. Certaines des fibres étudiées sont des fibres à cœur annulaire fabriquées selon les méthodes de fabrication conventionnelles, présentant des rayons interne / externe et des indices d’anneau optimisés. Nous avons fabriqué de telles fibres à cœur annulaire toute solide dans le but de les appliquer pour une transmission MIMO simple en utilisant des modes OAM comme des canaux indépendants. Cependant, nous avons également conçu et fabriqué la première fibre à cristal photonique (PCF) avec un cœur annulaire quasi-circulaire, à faible perte par confinement et adaptée au guidage des modes OAM. Nous avons montré expérimentalement que les fibres fabriquées supportent les modes OAM et leurs matrices de transmission ont été mesurées. Nous avons également effectué des expérimentations préliminaires sur le décalage solitonique dans la fibre PCF supportant les modes OAMOptical fibers (step index and graded-index ones) are widely used for long-haul (intercontinental, terrestrial optical backbone) and short-reach (datacenter, access network) links. Some fibers called specialty optical fibers also play an important role in other applications like medicine (endoscopy for example), sensing, laser applications etc. The constant rise of Internet services combined to the growth of the number of Internet users makes it necessary to increase the current capacity of optical fiber networks. The fibers commercially used today for very high data rate transmissions use only the fundamental mode (denoted LP01, in the weakly guiding approximation) to transmit the information: there are known as single-mode fibers. As they are now reaching the so-called nonlinear Shannon limit, one of the ideas for increasing the capacity of fiber networks is to implement space-division multiplexing (SDM) and then simultaneously use different modes in a so-called few-mode fiber (fiber supporting typically dozens of modes) or a multicore fiber. Since 2010, several studies have been developed in this direction, mainly on fibers supporting LP (Linearly Polarized) modes and more recently OAM (Orbital Angular Momentum) modes, i.e. modes with helical phase and circular polarization. In this last case, phase and polarization properties are supposed to limit the coupling between modes. This PhD work deals with the design and the realization of OAM fibers presenting weak coupling between modes, for application to data transport but also for study in nonlinear photonics. Some of the fibers studied are annular core fibers made by conventional manufacturing methods, having internal / external radii and optimized ring refractive indices. We fabricated such all-solid ring-core fibers with the aim to apply them for simple MIMO transmission using OAM modes as independent channels. However, we also designed and manufactured the first photonic crystal fiber (PCF) with close-to-circular ring-core, low confinement loss and suitable for OAM mode guidance. We experimentally show that the fabricated fibers support OAM modes, and their transmission matrices have been measured. We also performed preliminary solitonic shifting experimentations in PCF fiber supporting OAM
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Niemiec, Ronan. "Étude des propriétés du moment angulaire orbital des ondes EM : développement de capteurs, transfert de moment et applications." Thesis, Rennes 1, 2014. http://www.theses.fr/2014REN1S154/document.
Full textAbstract:
Une onde électromagnétique est définie par son amplitude, son vecteur d'onde, sa fréquence et son moment angulaire. Ce dernier peut être séparé en deux parties : la polarisation (associée au moment angulaire de spin), et le moment angulaire orbital. Ce dernier n'a vraiment été étudié qu'à partir de ces dernières années. Cette thèse a pour but d'approfondir les connaissances sur ce moment angulaire orbital. Des prototypes ont ainsi été réalisés, et des outils d'analyse ont été développés. Dans un premier temps, une étude du transfert de ce moment angulaire orbital à un objet macroscopique, à la fréquence de 870 MHz, est présentée. Une interprétation du mécanisme de transfert est ensuite proposée, supportée par le calcul des équations de champs et des simulations électromagnétiques. Dans un second temps, la conception et la réalisation de deux antennes, pouvant générer une onde possédant un moment angulaire orbital, sont présentées. Ces deux antennes utilisent une lame de phase avec une loi à dépendance angulaire. La première est une lame de phase dite « spirale », à permittivité constante et à hauteur variable. La seconde est une lame à gradient d'indice, à permittivité variable et à hauteur constante. Ces deux antennes ont été simulées, puis mesurées au sein de la chambre anéchoïque CHEOPS (DGA-MI, Bruz). Des cartographies sur un plan du champ ont ainsi été obtenues. Dans un dernier temps, la réflexion sur des surfaces courbes et planes, et l'influence de l'échantillonnage sur l'estimation des modes d'OAM, ont été étudiées. En ce qui concerne la réflexion, les résultats de simulations sont prometteurs, et semblent indiquer l'existence d'une relation entre les déformations du faisceau réfléchi et le type de surface. Pour l'estimation des modes d'OAM, les valeurs de champs sont extraites sur un cercle. Différents paramètres (positionnement et rayon du cercle) ont été considérés, et une méthode d'estimation des modes d'OAM sur une large bande de fréquence est proposéeAn electromagnetic wave is defined by its amplitude, its wave vector, its frequency and its angular momentum. This momentum can be decomposed into two components: polarization (associated to spin angular momentum), and orbital angular momentum. The later has not been investigated thoroughly until the last few years. To deepen the knowledge on orbital angular momentum, both prototypes and analysis tools have been developed in this thesis. First, study of orbital angular momentum transfer to a macroscopic object, at a frequency of 870 MHz, is presented. An interpretation of the transfer mechanism is then proposed, supported by the calculation of field equations and electromagnetic simulations. Secondly, the conception and the realization of two antennas able to generate an EM wave with orbital angular momentum are presented. These antennas use phase plates with an angular dependent law. The first one is a “spiral” phase plate, with constant permittivity and variable height. The second one has variable permittivity and constant height. Both have been simulated and characterized in CHEOPS anechoic chamber (DGA-MI, Bruz). Measurements of magnitude and phase, on a plane, have been obtained. Lastly, total reflection on planar and curved surfaces and influence of sampling on OAM modes estimation were investigated. Simulation results of reflected waves are promising and show a relationship between the induced deformations and the object reflected on. As for OAM modes estimation, study has been performed using an extraction circle on the wave front. Several parameters (center of the circle, radius) have been considered, and a method for OAM modes estimation on a large bandwidth is proposed
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Chappuis, Céline. "Génération d'harmoniques d'ordre élevé à deux faisceaux portant du moment angulaire." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS022/document.
Full textAbstract:
La génération d’harmoniques d’ordre élevé est un processus d’interaction lumière-matière hautement non-linéaire permettant la synthèse d’impulsions sub-femtosecondes, dites attosecondes (1 as = 10⁻¹⁸ s). Mes travaux de thèse portent sur l’étude du transfert de moment angulaire lors de ce processus, afin de contrôler les caractéristiques spatiales et de polarisation du rayonnement émis dans l’extrême ultraviolet. Comme pour la matière, le moment angulaire de la lumière peut être séparé en une composante de spin, associée à l’état de polarisation du faisceau, et une composante orbitale, reliée à la forme du front d’onde. La maitrise complète du moment angulaire des harmoniques nécessite de recourir à des schémas de génération à deux faisceaux non-colinéaires, créant un réseau de diffraction dans le milieu générateur. Nous avons montré que, bien que les règles de transfert obéissent à des lois de conservation du moment angulaire, la description fine du phénomène requiert une analyse précise du champ laser dans le milieu de génération. Ces travaux ouvrent des perspectives de mise en forme avancée des impulsions attosecondesHigh-order harmonic generation is a highly nonlinear laser-matter interaction process which allows the synthesis of sub-femtosecond pulses, also called attosecond (1 as = 10⁻¹⁸ s) pulses. My PhD is centered around the study of angular momentum transfer during this process, in order to control spatial and polarization features of the radiation which is emitted in the extreme ultraviolet. As for matter, the angular momentum of light can be divided into a spin component, associated with the beam’s polarization, and an orbital component, related to the shape of the wavefront. The control of high harmonics’ angular momentum requires generating schemes involving two crossing beams, thus creating a diffraction grating in the generating medium.We have shown that, although the transfer rules obey conservation laws of the angular momentum, the fine description of the phenomenon requires an accurate analysis of the laser field in the generation medium. This work opens the road for advanced shaping of attosecond pulses
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Roy, Bruno. "Formation de faisceaux laser avec moment angulaire orbital : fabrication de lames de phase en spirale réflectrices." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/27771/27771.pdf.
Full text
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Wei, Wenlong. "Contribution à l'étude et la conception d'antennes pour la génération d'ondes radiofréquences transportant du moment angulaire orbital." Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1S048/document.
Full textAbstract:
Il est bien connu dans la théorie de Maxwell que le rayonnement électromagnétique (EM) d'une onde porte à la fois du moment linéaire (énergie) et du moment angulaire. Ce dernier possède deux parties: le Moment Angulaire de Spin (ou SAM) qui est également connu sous le nom de la polarisation et le Moment Angulaire Orbital (ou OAM). Le SAM ne comprend que deux états (gauche et droite) et est utilisé en télécommunications pour doubler la capacité du canal. Par contre, le moment angulaire orbital (OAM) peut en théorie, avoir un nombre infini d'états appelés les modes OAM. Par conséquent, en radiofréquences, les premières applications de l'OAM ont été proposées dans le domaine des communications sans fil. Mais, tout d'abord, il est nécessaire de développer des antennes générant de telles ondes. L'objectif de cette thèse est de concevoir des antennes pour générer des ondes ayant un OAM. Le manuscrit se décompose en trois parties. Dans la première partie, un réseau d'antennes « patches » utilisant un déphaseur original est développé et testé. Ce réseau génère une onde ayant de l'OAM. Dans la deuxième partie, une cavité Fabry-Perot (FP) est utilisée pour apporter plus de directivité à ce réseau d'antennes. Enfin, la troisième partie consiste à générer des ondes guidées possédant du moment OAM. Ces ondes ont ensuite été utilisées pour exciter des antennes en cornet et rayonner des faisceaux directifs transportant du moment angulaire orbitalIt is well known from Maxwell’s theory that electromagnetic (EM) radiation carries both linear momentum (energy) and angular momentum. The latter has two parts: Spin Angular Momentum (SAM) which corresponds to the polarization of an EM wave and Orbital Angular Momentum (OAM) which is associated with the spatial distribution of an EM wave. The SAM has only two states (left and right) and is used to double the channel capacity in telecommunications. On the other hand, the OAM can theoretically have an infinite number of states called the OAM modes. Therefore, the first applications of OAM have been proposed in wireless communications at radio frequencies. However, first of all, it is necessary to develop the antennas for generating such waves. The objective of this thesis is to design the antennas for the generation of radio waves bearing OAM. The manuscript contains three parts. In the first part, an antenna using 4 patches and an original phase shifter is developed and tested to generate an OAM wave. In the second part, a Fabry-Perot (FP) cavity is used to enhance the directivity of this antenna. The third part is to generate guided OAM waves. Some horn antennas are used to radiate these waves with good directivity
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Sanson, Fabrice. "Génération et optimisation d'harmoniques d’ordres élevés portant un moment angulaire orbital pour l'injection dans un plasma de laser X-UV." Thesis, université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASP026.
Full textAbstract:
Ce manuscrit présente le travail de thèse CIFRE/Amplitude réalisé pour mettre en place sur la ligne XUV de LASERIX une expérience de génération d'harmoniques par un faisceau infrarouge de pompe portant un moment angulaire non nul produit par ajout d'une lame de phase. L'originalité de notre démarche a été de générer les harmoniques dans une cellule de gaz relativement longue (de l'ordre de 10mm) et de caractériser les vortex optiques de l’harmonique 25 par un Hartmann Extreme Ultraviolet. Nous avons démontré que la sensibilité du détecteur et la fiabilité du traitement logiciel des données permettait de vérifier que l'harmonique 25 porte typiquement un moment angulaire de 25, conforme aux prédictions. L'analyse plus poussée des données expérimentales a permis de mettre en évidence le caractère intrinsèquement multimode des faisceaux produits. Elle a aussi permis de montrer le rôle de l'astigmatisme résiduel, même très faible du faisceau infrarouge de pompe dans la forme bi-lobale des vortex harmoniques produits. Forme que l'on a pu étudier et corriger grâce à une boucle de correction du front d'onde du laser de pompe. Le travail s'appuie sur des codes de propagation et de diffraction de faisceaux portant des moments angulaires non nuls, que ce soit dans l'XUV ou l'infrarouge. Ils permettent de quantifier le caractère multimode, en termes de modes LG, des faisceaux infrarouges traversant une lame de phase supposée d'abord parfaite, puis réelle. Puis en utilisant le modèle de l'atome unique de la GHOE que le processus non linéaire non perturbatif induisait intrinsèquement de nouveaux modes LG radiaux. L'objectif de tout ce travail pour l'équipe LASERIX était de démontrer la capacité d'un plasma amplificateur de type laser X pompé en cible solide à amplifier un vortex harmonique à la bonne longueur d'onde, tout en conservant sa structure modale et en tous cas la charge portée par le faisceau. Une collaboration avec Eduardo Oliva de Madrid qui réalise des simulations de type Maxwell Bloch montre que cela est possible du point de vue de la physique fondamentale de l'amplification dans ce domaine de longueurs d'ondeThis document presents the CIFRE/Amplitude thesis work carried out to set up on the LASERIX XUV line an experiment of high harmonic generation by a pump infrared beam carrying a non-zero orbital angular momentum produced by adding a phase plate on the beam path. The originality of our approach was to generate the harmonics in a relatively long gas cell (around 10mm) and to characterize the optical vortices of harmonic 25 by a Extreme Ultraviolet Hartmann. We demonstrated that the sensitivity of the detector and the reliability of the software processing of the data made it possible to verify that harmonic 25 typically carries an orbital angular momentum of 25, as theoretically predicted. Further analysis of the experimental data allowed us to quantitatively demonstrate the intrinsically multimode nature of the produced beams. I have therefore detailed the different methods of analysis proposed in the literature, I could compare their reliability and their relevance to describe the physical phenomenon at work. I also studied in detail the robustness and convergence of the analytical methods applied to beams with typical orbital angular momenta as high as l=25. The analysis of the data allowed me to show the role of even very weak residual astigmatism contained in the pump infrared beam to produce the bi-lobal shape of the vortices. This characteristic shape was also obtained by other teams. One way to regain a truly annular shape is to set up an active optimization loop of the pump laser wavefront. I have also developed propagation and diffraction calculations of beams carrying non-zero orbital angular momenta, whether in EUV or infrared. This allowed me to quantify the multimode character, in terms of LG modes, of the infrared beams passing through a phase plate that was first assumed to be perfect, then real. Then I showed using the single atom model for harmonic generation that this non-linear, non-perturbative process intrinsically induced new radial LG modes. Finally, the objective of all this work for the LASERIX team was to demonstrate the ability of an X-ray laser amplifier plasma pumped from a solid target to amplify a harmonic vortex at the right wavelength, while maintaining its modal structure and in any case the charge carried by the beam. A collaboration with Eduardo Oliva from Madrid, who carries out Maxwell Bloch simulations, shows that this is possible from the point of view of the fundamental physics of the amplification in this wavelength range
Book chapters on the topic "Moment angulaire orbital des quarks"
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Burkardt, Matthias. "Quark Orbital Angular Momentum." In Light Cone 2015, 15–19. Cham: Springer International Publishing, 2017. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-50699-9_4.
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Lorcé, Cédric, and Keh-Fei Liu. "Quark and Gluon Orbital Angular Momentum: Where Are We?" In Light Cone 2015, 9–14. Cham: Springer International Publishing, 2017. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-50699-9_3.
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Pisano, Silvia. "Precise Measurements of DVCS at JLab and Quark Orbital Angular Momentum." In Light Cone 2015, 353–58. Cham: Springer International Publishing, 2017. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-50699-9_55.
Full textConference papers on the topic "Moment angulaire orbital des quarks"
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Burkardt, Matthias. "Quark Orbital Angular Momentum." In QCD Evolution 2015. Trieste, Italy: Sissa Medialab, 2016. http://dx.doi.org/10.22323/1.249.0039.
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Burkardt, Matthias. "Aspects of Quark Orbital Angular Momentum." In INT Program INT-18-3. WORLD SCIENTIFIC, 2020. http://dx.doi.org/10.1142/9789811214950_0051.
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Lorce, Cédric, and Barbara Pasquini. "Quark phase-space distributions and orbital angular momentum." In Sixth International Conference on Quarks and Nuclear Physics. Trieste, Italy: Sissa Medialab, 2012. http://dx.doi.org/10.22323/1.157.0050.
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Mukherjee, Asmita. "Wigner Distributions and Orbital Angular Momentum of Quarks and Gluons." In QCD Evolution 2015. Trieste, Italy: Sissa Medialab, 2016. http://dx.doi.org/10.22323/1.249.0013.
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Li, Bing An. "Quark spin and quark orbital angular momentum content of the proton." In The 11th International symposium on high energy spin physics. AIP, 1995. http://dx.doi.org/10.1063/1.48961.
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Ellinghaus, F. "Quark Orbital Angular Momentum and Exclusive Processes at HERMES." In INTERSECTIONS OF PARTICLE AND NUCLEAR PHYSICS: 9th Conference CIPAN2006. AIP, 2006. http://dx.doi.org/10.1063/1.2402714.
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Lorcé, Cédric, and Barbara Pasquini. "Accessing the quark orbital angular momentum with Wigner distributions." In DIFFRACTION 2012: International Workshop on Diffraction in High Energy Physics. AIP, 2013. http://dx.doi.org/10.1063/1.4802141.
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Engelhardt, Michael. "Quark orbital dynamics in the nucleon - from Ji to Jaffe-Manohar orbital angular momentum." In 34th annual International Symposium on Lattice Field Theory. Trieste, Italy: Sissa Medialab, 2016. http://dx.doi.org/10.22323/1.256.0138.
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Liuti, Simonetta. "Towards a Direct Measurement of the Quark Orbital Angular Momentum Distribution." In XXIII International Workshop on Deep-Inelastic Scattering. Trieste, Italy: Sissa Medialab, 2016. http://dx.doi.org/10.22323/1.247.0204.
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Wakamatsu, Masashi. "Orbital angular momenta of quarks and gluons in the nucleon –model‐dependent versus model‐independent extractions–." In 8TH CIRCUM‐PAN‐PACIFIC SYMPOSIUM ON HIGH ENERGY SPIN PHYSICS: PacSPIN2011. American Institute of Physics, 2011. http://dx.doi.org/10.1063/1.3667301.
Full textReports on the topic "Moment angulaire orbital des quarks"
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Liu, K. F. Quark orbital angular momentum from lattice QCD. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), January 2000. http://dx.doi.org/10.2172/753265.
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