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Historique1930-1939 Chadwick, Jolliot-CurieHeisenberg (1932), noyaux construit de n et p, isospinYukawa(1935): pion1940-1949Decouvert de pion dans rayons cosmiques (1947) et dans Berkeley Cyclotron Lab (1948)1950-1959Th?orie d'echange des pions (OPE, Multi-pion exchange)Taketani, Nakamura,
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2. Historique
1930-1939
Chadwick, Jolliot-Curie
Heisenberg (1932), noyaux construit de n et p, isospin
Yukawa(1935): pion
1940-1949
Decouvert de pion dans rayons cosmiques (1947) et dans Berkeley Cyclotron Lab (1948)
1950-1959
Thorie dechange des pions (OPE, Multi-pion exchange)
Taketani, Nakamura, Sasaki (1951): 3 regions dinteraction Progr. Theor. Phys. VI, 581 (1951).
Taketani, Machida, Onuma: Partie repulsive dechange des pions!!! Prog. Theor. Phys. 7 (1952)
Brueckner, Watson: Potentiel NN Phys. Rev. 92, 1023 (1953)
1960-1969
Multi pion resonances: s(600), r(770), w(782)
Model dechange de boson (OBEP one boson exchange model)
Analyse des ondes partielles (1968 Liwermore)
1970-1979
Thories de mesons sophistiqus, models pour echange de deux pions
Potentiels NN de prcision (Nijmegen, Paris)
1980-1989
Naissance de QCD
Models de clusters de quarks
1990-
EFT (thorie effective de champs) par Weinberg
Thorie de perturbation chiral
3.
In the past quarter century physicists have devoted a huge amount of experimentation and mental labor to this problem probably more man-hours than have been given to any other scientific question in the history of mankind.
What Holds the Nucleus Together? by Hans A. Bethe
Scientific American, September 1953
There are few problems in nuclear theoretical physics which have attracted more attention than that of trying to determine the fundamental interaction between two nucleons. It is also true that scarcely ever has the world of physics owed so little to so many It is hard to believe that many of the authors are talking about the same problem or, in fact, that they know what the problem is.
M. L. Goldberger
Midwestern Conference on Theoretical Physics, Purdue University, 1960
6. 1. Porte finiePour sparations rNN>1.3 fm, la force NN decroit avec une loi exponentiel due lchange des pions (les msons le plus lgers)
Interaction forte ne rentre pas dans description des tats atomiques ou molculaires
Comparaison des nergies des 2H (deuteron), 3H (triton) et 4He (particule a) dmontre que linteraction nuclaire est de porte finie (1-2 fm) et trs forte (Wigner 1933).
Saturation. Noyaux avec A>4 sature: volume et nergie de liaison des noyaux sont proportionnelles la masse (A).
Existence du barrire de fusion-fission demontre que dans lexterieuer de noyau interactions electromagnetiques deviennent dominantes.
Forme dmission des electrons-positrons dans dsintgration b des noyaux.
7. 2. Attraction forte dans la rgion intermdiaire Noyaux sont lis avec distance moyenne entre les nuclons ~2 fm, a que doit correspondre porte attractive dinteraction.
Comportement de dphasages, certains parmi eux sont attractives jusq Elab>200 MeV
8. 3. Repulsion courte disstance (cur dur) Analyse des dphasages NN
Consquence de principe dexclusion de Fermi pour les quarks (comparer avec linteraction entre deux atomes neutres)
9. 4. Dpendance dinteraction du spin Dpendance de sections efficace de diffusion NN de polarisation de faisceau (cible). Diffrence de dphasages NN pour spins parallles -antiparallles.
Existence de deutron avec Jp=1+, Bd=2.224575(9) MeV
10. Interaction spin-orbit
11. Deutron (Jp=1+)
12. Deutron (Jp=1+)
13. Indpendance du charge Linteractions entre les paires de nuclons (nn, np et pp) dans la mme tat de Jp ressemblaient beaucoup si on soustrait effets due linteraction EM
Notations:
Ressemblance entre nn et pp forces: symtrie de charge
Ressemblance entre pp/nn et np force: indpendance du charge
14. Symtries Invariance de translation (conservation du moment)
Invariance Galilenne (..)
Invariance Rotationelle (conservation du moment angulaire)
Invariance miroir (parit)
Invariance dchange du temps
Invariance pour lchange de particules
Symtrie disospin (Vnn=Vnp=Vpp)
Hermicit
15. Forme gnrale dinteraction NN
16. Les potentiels bass sur la structure doprateurs montres auparavant on appelle Les potentiels phnomnologiques
Gammel-Thaler pot. ( Phys. Rev. 107, 291, 1339 (1957)), hard-core.
Hamada-Johnston pot. (Nucl. Phys. 34, 382 (1962)), hard core.
Reid pot. (Ann. Phys. (N.Y.)50, 411 (1968)), soft core.
Malfiet-Tjon pot. (Nucl. Phys. A 127 (1969) 161) somme des Yukawas
Doleschall (Phys. Rev. C62 (2000) 054004) non-local dans lespace de configuration
Ces modles sont bass sur intuition physique. Malheureusment interaction forte se semble tre beaucoup trop complexe On a besoin de une thorie plus profonde pour pouvoir nous guider dans cette devinette
17. Rsultats (Non-localit dinteraction /3N Force)
18. Force dchange de une particule lourde
20. Les traces de mesons dchange dans pot. NN?
crire Lagrangien pour linteraction des msons avec des nuclons.
En utilisant ce Lagrangien calculer les diagrammes de Feynman contribuant dans la processus de diffusion NN.
28. Les potentiels bass drives en utilisant thorie dchange des msons on appelle Les potentiels ralistes Nijmegen pot. (Nagels et al.: Phys. Rev. D 17 (1978) 768)
Paris pot. (Lacombe et al., Phys. Rev. C 21 (1980) 861)
Argonne V14 pot. (Wiringa et al., Phys. Rev. C 29 (1984)1207), utilise 14 oprateurs
Argonne V18 pot. (Wiringa et al., Phys. Rev. C 51 (1995) 38), utilise 18 oprateurs.
Bonn (Machleidt et al.: Phys. Rep. 149 (1987) 1)
CD Bonn (Machleidt: Phys. Rev. C 63 (2001) 024001)
31. Pour modles inspires par QCD mthode de force brut ne marche pas nous sommes obliges faire srie des approximations (i.e. se limiter un seul quark par nuclon et echange dun seul gluon) pour rendre thorie grable
Donc, est loin detre vrais QCD
Il faut faire quelquechose trs differente
32. Lagrangien de QCD
33. Lagrangien de QCD