Confinement des quarks et structure del'espace-temps

Abstract

L’objectif principal de ce présent mémoire de Master est l’étude de l’interaction forte en termes de la nouvelle approche récemment proposé par C.C. Barros. Comme première étape, les équations d’Einstein décrivant la courbure de l’espace-temps en présence d’une densité d’énergie forte associée au potentiel nucléaire de Yukawa sont écrites et une solution statique et à symétrie sphérique est obtenue. Le spectre d’énergie de l’interaction forte résiduelle inter-nucléons est calculé et les masses de quelques noyaux atomiques sont estimées. Une comparaison avec les données expérimetales montre que nos résultats sont en bon accord avec celles-ci. Par la suite, deux distances caractéristiques de l’interaction forte résiduelle sont évaluées pour différents types de porteurs de l’interaction, à savoir la distance de séparation maximale entre deux nucléons et le rayon de Schwarzschild qui lui est associé. La première nous renseigne sur le type de méson médiateur de l’interaction est susceptible d’être échangé et la deuxième sur la portée de l’interaction. Nos résultats montrent que l’interaction forte à des longues distances radiales inter-nucléons peut être décrite par l’échange d’un seul méson pseudo-scalaire et que sa portée est inverssement proportionnelle à sa masse. Comme deuxième étape, la métrique induite par la présence d’un potentiel fort de confinement est déduite et les rayons de confinement associés à quelques hadrons sont évalués. Nos résultats montrent que le rayon de confinement d’une charge de couleur à l’intérieur d’un hadron correspond approximativement au rayon de l’hadron la contenant. Ce qui permet d’interpréter le phénomène de confinement des charges de couleur à l’intérieur des hadrons comme une propriété intrinsèque de l’espace-temps. De plus, le spectre d’énergie d’interaction forte de base est déterminé et les masses, ainsi que les tailles, de quelques particules hadroniques sont estimées. Nos résultats montrent, une fois encore, une bonne concordance avec les données expérimentales.