Femtoscopie avec l'opérateur tenseur énergie-impulsion et structure interne des hadrons – FEMTO-ISH

Bien que les nucléons (protons et neutrons) constituent avec les électrons les briques fondamentales de toute matière qui nous entoure, leur structure interne reste assez mal connue.

Les expériences de diffusion à haute énergie pemettent d'accéder à l'information sur la distribution spatiale et en impulsion des quarks et gluons constituant les nucléons. Cette information est cependant morcelée dans plusieurs fonctions différentes, décrivant chacune un aspect particulier du système. Au vu de la quantité importante de nouvelles données attendue dans un futur proche provenant d'expériences de diffusion inélastique profonde et de collisions hadron-hadron (par exemple à COMPASS, Jefferson Lab, Brookhaven National Lab, Fermilab, LHC), ainsi que la multiplication de nouvelles fonctions introduites du côté théorique, établir une image globale cohérente devient une nécessité.

Avec FEMTO-ISH, nous assembleront les différentes pièces du puzzle afin de développer une imagerie sans précédent de la structure interne du nucléon à l'échelle du femtomètre. Plus précisément, en effectuant pour la première fois une décomposition du tenseur énergie-impulsion dans l'espace des phases, nous lancerons la première étude détaillée de la distribution et du flux de l'énergie et de l'impulsion au sein du nucleon, levant ainsi le voile sur l'origine de la masse et du spin des nucléons au niveau de la densité.

Je suis particulièrement bien placé pour mener un tel projet à bien de par mon expertise sur les distributions dans l'espace des phases et la décomposition du spin du nucléon, qui forment le socle de ma réputation scientifique. L'Ecole polytechnique au sein de l'Université Paris-Saclay est un lieu idéalement situé au milieu d'une des plus grandes concentrations d'experts en Europe. Le groupe interagira de façon étroite avec ceux-ci, ainsi qu'avec d'autres experts de premier plan au niveau mondial.

Tout comme l'imagerie multidimensionnelle a révolutionné la médecine, les neurosciences et l'archéologie, les nouvelles images multidimensionnelles de la structure interne du nucléon obtenues avec FEMTO-ISH vont profondément impacter notre compréhension de la matière à son niveau le plus fondamental.