Teses / dissertações sobre o tema "Moment angulaire orbital des quarks"

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 venir<br>This 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

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 Momentum<br>Malgré 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