TRAVAUX SCIENTIFIQUES

INTRODUCTION À LA LISTE DES TRAVAUX SCIENTIFIQUES



1.1 TRAVAUX RÉCENTS - LE PROJET COMPETE

Les parametrisations analytiques des amplitudes de diffusion hadronique vers l'avant (t=0) constituent un domaine bien établi de la physique des interactions fortes. L'idée clé est d'imposer les principes généraux - analyticité, unitarité, symétrie de croisement et positivité des sections efficaces totales -, auxquels on ajoute d'autres contraintes générales comme, par exemple, la relation entre les pôles de Regge et les masses de résonances.

En l'absence d'une forme de l'amplitude déduite à partir de la QCD, une telle approche peut fournir un outil utile pour l'étude de la physique non-perturbative.

Le but de COMPETE (COmputerized Models and Parameter Evaluation for Theory and Experiment) est d'éliminer, autant que possible, l'arbitraire que l'on observe jusqu'à présent dans la phénoménologie actuelle, dont les caractéristiques les plus saillantes sont les suivantes:

1. L'accent presque exclusif mis sur les diffusions et .

2. Le mélange entre des propriétés générales et de contraintes ad hoc.

3. La coupure en énergie qui définit la région de validité des modèles est différente d'un auteur à l'autre.

4. Les ensemble des données expérimentales considérées par les différents auteurs ne sont pas toujours les mêmes: des exclusions arbitraires de certaines données sont faites.

5. Aucune relation rigoureuse n'est établie entre le nombre des paramètres libres et le nombre des points expérimentaux.

6. Aucune attention n'est prêtée à la nécessité de la stabilité des valeurs des paramètres quand différents ensembles de données sont utilisés.

7. Les expériences ont été effectuées dans le passé d'une manière quelque peu chaotique: d'immenses intervalles inexplorés séparent la basse énergie de la haute énergie ou les différents domaines de haute énergie. Il arrive souvent qu'on tire des conclusions sur la structure de l'amplitude à haute énergie à partir de l'information disponible à basse énergie (où les données sont, en général, plus précises).

Dans nos analyses (Réf. 100-105, 108, 110) nous incluons toutes les données existantes vers l'avant (nucléon - nucléon, pion - nucléon, kaon - nucléon, sigma - nucléon, - nucléon et ). pour les sections efficaces totales et pour le paramètre , où (s, t=0) = Re FN(s, t=0)/Im FN(s, t=0). Nous étudions un grand nombre de variantes d'un seul et même modèle, chaque variante correspondant à un ensemble bien déterminé de propriétés physiques. Nous améliorons les problèmes 3)-6) en introduisant un ensemble d'indicateurs numériques, car le critère du 2 / dof n'est pas, de toute évidence, suffisant. Bien entendu, nous ne pouvons pas résoudre le problème 7): la théorie et la phénoménologie ne pourrons jamais remplacer les données expérimentales elles-mêmes.

Nous avons ainsi étudié plus de 250 variantes qui peuvent, à leur tour, être classé dans 6 classes principales de modèles. Ces parametrisations sont confrontés aux données expérimentales dont le nombre varie entre 904 (pour une coupure en énergie à 3 GeV) et 329 (pour une coupure à 10 GeV).

Le modèle de Donnachie-Landshoff est clairement éliminé par nos critères numériques.

Nos résultats favorisent le modèle à deux composantes du Poméron non-perturbatif défini dans Réf. 100-101. La première composante correspond à un pôle simple à J=1 et son couplage dépend de la réaction considérée. La deuxième composante correspond à un pôle triple à J=1 et son couplage ne dépend pas de la réaction considérée : nous appelons cette propriété, inattendue dans la théorie de Regge, l'universalité G ("G" de "gluons"). La meilleure forme analytique pour la description des données expérimentales est celle en ln2s, proposée en 1952 par Werner Heisenberg, huit ans avant la publication de la borne de Froissart. Ce modèle à deux composantes, qui peut être interprétée en terme d'un couplage aux échanges purement gluoniques distinct du couplage aux quarks, rétablit une faible violation de la dégénérescence d'échange, en accord avec les données sur les masses des résonances.

Nos résultats ont été présentés dans l'édition 2002 de "Review of Particle Properties", Section 37 (Réf. 105), http://pdg.lbl.gov/.

Notre procédure peut s'étendre à beaucoup d'autres domaines de la physique des particules. La finalité générale du projet a été exposée dans Réf. 107.

Fondés sur l'analyse COMPETE des données hadroniques existantes vers l'avant, nous avons présenté récemment, dans un article publié dans Physical Review Letters (Réf. 111), nos prédictions pour les sections efficaces totales et le paramètre aux accélérateurs et présents et futurs, et aussi pour les sections efficaces totales pour p hadrons aux énergies des rayons cosmiques et hadrons jusqu'à une énergie de 1 TeV. Les incertitudes pour les sections efficaces totales atteignent au maximum 1,9 % au RHIC, 3,1 % au Tévatron et 4,8 % au LHC., tandis que celles concernant sont de 5,4 %, 5,2 % et 5,4 %, respectivement.

Sur le plan strictement théorique, nous avons été intrigués par le fait que la procédure numérique inventée par COMPETE sélectionne comme modèle favori la forme à énergie finie proposée par Heisenberg, correspondant à la saturation asymptotique de la borne de Froissart. Dans un travail récent en collaboration avec Guenter Dosch (Réf. 109) nous avons modifié le modèle de Heisenberg en tenant compte de la présence de glueballs. Notre modification essentielle est liée à l'observation que l'échange direct des pions n'est pas significatif à haute énergie. Ceci est la conséquence du fait que les gluons échangés ont le spin 1 tandis que les pions ont le spin 0. Donc, même dans l'approximation de Born, l'échange gluonique domine à haute énergie. Dans la théorie de Regge, ceci se manifeste par le fait que l'intercept de la trajectoire du pion est beaucoup plus bas que celui du Poméron. Les valeurs numériques ainsi obtenues, fondée sur la forme de Heisenberg (avec une masse du glueball de l'ordre de 1,4 - 1,7 GeV), sont étonnamment proches des celles établies par COMPETE. Il est intéressant à remarquer que la croissance en ln2s, proposée pour la première fois par Heisenberg il y a un demi-siècle, est retrouvée aujourd'hui par des calculs fondés sur la théorie duale cordes-gravité AdS/CFT (S. B. Giddins, hep-th/0203004) et aussi sur l'approche de Colour Glass Condensate (E. Ferreiro, E. Iancu, K. Itakura et L. McLerran, hep-ph/0206241).


1.2 PHYSIQUE DE L'ODDÉRON

1.2.1 Introduction

Je suis parmi les fondateurs d'un nouveau domaine de la physique hadronique, connu sous le nom générique de l'Oddéron. Les progrès récents dans le domaine de l'Oddéron ont été discutés en mars 1998 au colloque "Pomeron and Odderon in Theory and Experiment" ( http://www.thphys.uni-heidelberg.de/ws/ ) organisé par l'Université de Heidelberg et où j'ai présenté l'exposé introductif. Ils ont été également discutés à d'autres congrès et colloques récents (la Conférence d'Amsterdam ICHEP 2002 y incluse).

J'ai introduit le concept d'Oddéron en 1973, en collaboration avec Leszek Lukaszuk (Réf. 15), en partant des théorèmes asymptotiques. Considéré, à son introduction, comme "hérétique", le concept d'Oddéron a acquis aujourd'hui un statut théorique indiscutable. L'Oddéron a été redécouvert dans la QCD perturbative en 1980 par J. Bartels, J. Kwiecinski et M. Praszalowicz.

Sur le plan théorique, l'Oddéron est le premier cas non trivial d'application du formalisme général de Yang-Baxter à la QCD. Sur le plan expérimental, il stimule des recherches expérimentales aux accélérateurs présents (le Tévatron et HERA) et des projets aux accélérateurs futurs (RHIC et LHC).

Il y a déjà des indications expérimentales fermes de l'Oddéron perturbatif (à grands moments de transfert t) : l'existence d'une différence entre les sections efficaces différentielles proton-proton et proton-antiproton à = 52.8 GeV, ainsi que la dépendance en t de la polarisation proton-proton à haute énergie.

Bien entendu, le domaine non-perturbatif n'est pas encore accessible à la QCD. Mais il n'y a aucune raison théorique qui pourrait laisser supposer le découplage de l'Oddéron à t = 0. En fait, il y a une indication phénoménologique en faveur du couplage de l'Oddéron à t = 0. Nous avons montré dans Réf. 88, en collaboration avec P. Gauron et O. Selyugin, qu'une petite valeur 0.13 de (s, t=0) = Re FN(s, t=0)/ImFN(s, t=0), qui équivaut au découplage de l'Oddéron, n'est que l'artefact de la forme théorique exponentielle de l'amplitude hadronique. Cette forme n'est plus valable dans le pic de diffraction à très haute énergie. Nous avons pu mettre en évidence la présence des oscillations, dans les données très précises dN/dt à = 541 GeV et petit t (|t| 2…10-3 GeV2). Ainsi, les données de l'UA4/2 sont en fait compatibles avec une grande valeur de ( 0.2) et donc avec un couplage important de l'Oddéron à t = 0, l'intercept de l'Oddéron étant égal à 1. Ces oscillations apparaissent nécessairement, selon le théorème AKM (G. Auberson, T. Kinoshita et A. Martin, 1971), aux énergies asymptotiques, dans le régime de saturation de la borne de Froissart. Elles seront testées par l'expérience R7 du RHIC (W. Guryn et al.) et par l'expérience ATLAS du LHC (M. Haguenauer et al.), qui prennent d'ailleurs l'Oddéron comme argument majeur pour la mesure d'autres observables.

Il faut néanmoins observer que l'étude de l'Oddéron dans les réactions hadron-hadron est biaisée par le petit nombre de données à haute énergie et par la prédominance du Poméron par rapport à l'Oddéron. Ceci explique le fort intérêt phénoménologique récent pour la physique de l'Oddéron à HERA (voir Réf. 97) : la production des mésons pseudoscalaires (O. Nachtmann et al.), la photoproduction des pions (H. G. Dosch et al.), la photoproduction diffractive des jets de charme (S. J. Brodsky et al.), la photo- et l'électroproduction de c (J. Kwiecinski et al.), l'asymétrie de charge dans la production diffractive de π+ π- (I. P. Ivanov et al.), etc. Malheureusement les données récentes de HERA (collaboration H1, 2001), concernant la photoproduction exclusive des mésons, sont ambiguës: la section efficace de photoproduction du π0 est un ordre de grandeur plus petite que celle prédite par le modèle de Dosch et al., tandis que la borne supérieure de la section efficace de photoproduction de f2 (1270) est compatible avec la prédiction théorique. Aucune conclusion définitive ne peut être tirée à partir de ces données. Les tests d'asymétrie inventés par Brodsky et al. sont plus réalistes, i. e. moins dépendants du modèle théorique utilisé.

Sur le plan strictement théorique, un de mes thèmes scientifiques majeurs a été le statut théorique de l'Oddéron dans la QCD perturbative. Ce sujet a fait l'objet d'une collaboration à long terme avec Lev Lipatov et Mikhaïl Braun de Saint Petersbourg.

Dans une série de travaux réalisés en collaboration avec Lev Lipatov et Pierre Gauron (Réf. 68, 74, 78), nous avons démontré que le statut de l'Oddéron dans la QCD perturbative est aussi ferme que celui du Poméron et nous avons formulé une approche variationnelle qui permet le calcul de l'intercept de l'Oddéron. Nous avons effectué ce calcul en collaboration avec Mikhaïl Braun (Réf. 94) : avec une grande précision numérique, la borne inférieure de l'intercept de l'Oddéron est très près de 1.

Ce résultat a été singulièrement renforcé par J. Bartels, L. Lipatov et G. P. Vacca (2000, 2001), qui ont obtenu analytiquement une nouvelle solution de l'Oddéron dans la QCD perturbative correspondant à un intercept égal à 1. Cette valeur de l'intercept - vérifiée ultérieurement par G. P. Korchemsky, J. Kotanski et A. N. Manashov (2001) - est précisément celle que nous avons privilégiée dans tous nos travaux phénoménologiques.


1.2.2 L'Oddéron en QCD perturbative

Dans le cadre de la QCD et dans l'approximation du logarithme dominant (LLA), nous avons construit, en collaboration avec Pierre Gauron et Lev Lipatov, pour les diagrammes à trois gluons reggéisés, la fonctionnelle invariante conforme dont la valeur maximale donne la position dans le plan J complexe de la singularité dominante des ondes partielles de la voie t. Dans le cas de l'Oddéron, la fonction d'onde dans l'espace des paramètres d'impact ne dépend que d'un seul quotient anharmonique et la fonctionnelle correspondante est plus simple. Dans cette approche variationnelle, nous discutons la relation entre Oddéron et Poméron dans la QCD (Réf. 68, 78).

Nous avons calculé, en collaboration avec M. A. Braun et P. Gauron (Réf. 94), l'intercept de l'Oddéron. Il est calculé directement à partir de l'énergie moyenne de l'hamiltonien correspondant, en utilisant d'une part la fonction d'onde dans le formalisme de Baxter, trouvée par R. A. Janik et J. Wosiek, et d'autre part des fonctions d'essai dans l'approche variationnelle que nous avons élaborée avec L. Lipatov en 1991-1994 (Réf. 68, 74, 78). Nous confirmons la valeur 0.96 de Janik et Wosiek. Comme je l'ai déjà écrit dans l'introduction, la nouvelle fonction d'onde qui vient d'être trouvée par Bartels, Lipatov et Vacca correspond à un intercept strictement égal à 1. Elle sera bientôt testée par notre méthode variationnelle.


1.2.3 Phénoménologie de l'Oddéron non-perturbatif

Nous avons généralisé, en collaboration avec P. Gauron et E. Leader, notre approche antérieure de la diffusion vers l'avant à la diffusion diffractive (Réf. 56-59, 62). Nous proposons une réalisation explicite de l'hypothèse de "maximalité" en termes de deux singularités dans le plan J complexe : le Poméron maximal (ou Froissaron) et l'Oddéron maximal. Le Froissaron correspond à une coupure de type 3/2 et contribue à l'amplitude symétrique au croisement F+, tandis que l'Oddéron maximal correspond à deux pôles complexes conjugués et contribue à l'amplitude antisymétrique au croisement F- . À t = 0 ces singularités se résolvent respectivement en un pôle triple et un pôle double à J = 1. Par des techniques standard du plan J complexe, nous avons obtenu les formes explicites en s et t des contributions de ces deux singularités aux amplitudes et , qui satisfont aux théorèmes asymptotiques (Réf. 57, 62). En leur ajoutant les contributions familières de Regge, ces amplitudes nous permettent d'explorer phénoménologiquement une région considérable d'énergie.

Notre approche conduit à l'image suivante de la diffusion et à haute énergie : i) à petit t, les deux sections efficaces différentielles sont pratiquement identiques, dû à la dominance de F+; ii) à grand t, les deux sections efficaces sont à nouveau identiques, mais pour une raison bien différente (et inattendue du point de vue du modèle de pôles de Regge) : la dominance de F-; iii) enfin, dans une certaine région en t, F+ et F- sont en compétition et leur interférence induit une différence notable entre et . Dans cette région en t il y a une riche structure (oscillations) de ces deux sections efficaces différentielles. Nous prédisons que cette structure (qui se déplace vers petit t quand s croît) pourra être observée dans la région du TeV.

Les données à t 0 (sections efficaces différentielles) sont compatibles avec les données vers l'avant dans le cadre de notre approche (Réf. 65, en collaboration avec P. Gauron et E. Leader). Nous obtenons une bonne description des données et p dans une région considérable d'énergie (entre = 10 GeV et = 1.8 TeV) et de transfert d'impulsion (entre t = 0 et |t| = 2.5 GeV2). En particulier, les effets observés par les collaborations R410 (l'existence d'une différence entre et à = 52.8 GeV) et UA4 (une croissance importante de la section efficace différentielle dans la région de l' "épaule" - |t| 1 GeV2 - par rapport à celle mesurée aux énergies des ISR) sont bien décrits. Dans notre cas, il y a une corrélation entre ces deux phénomènes : ils sont, tous les deux, la manifestation de la présence de l'Oddéron.

Il était important d'effectuer une analyse des données expérimentales pratiquement indépendante des modèles en vue d'obtenir le domaine théorique permis des valeurs du à = 541 GeV (Réf. 72, en collaboration avec P. Gauron). Nous avons effectué une analyse des données en tenant compte des contraintes d'analyticité et de l'hypothèse de maximalité. En prenant comme guide l'approche de l'Oddéron maximal, nous obtenons la borne supérieure contraignante 0.22 à = 541 GeV. La borne inférieure est obtenue grâce aux relations de dispersion, dans l'hypothèse de l'absence de l'Oddéron, 0.13 ± 0.02. Notre borne supérieure nous conduit à la prédiction que les grandes valeurs du , 0.22 < 0.28, de l'ancienne expérience UA4/1 sont à exclure. Toute valeur du située dans le domaine 0.15 < 0.22 constitue une indication des effets induits par l'Oddéron. Le modèle décrit dans Réf. 65 conduit à une valeur 0.2 si l'on prend en compte les nouvelles données UA4/2 concernant dN/dt. Il implique une forte variation du rapport (s,t) = ReF(s, t)/ ImF(s,t) avec t, à petit t et s fixé, en contradiction avec l'hypothèse = const. faite par les expérimentateurs.

Enfin, sur le plan expérimental, nous accordons une attention privilégiée aux énergies du LHC. L'approche de l'Oddéron maximal (Réf. 65) prédit l'apparition de nouveaux effets expérimentaux à très haute énergie liés à la différence entre les diffusions et , comme par exemple : i) = - 0. (Le cas le plus spectaculaire est, bien évidemment,   < 0) ; ii) (d/dt) = (d/dt) - (d/dt) 0 ; iii) = - 0. Ces prédictions sont à confronter avec celles des modèles conventionnels fondés sur la croyance en l'identité entre les diffusions et à très haute énergie. Les effets induits par la présence de l'Oddéron pourront être plus clairement étudiés aux énergies du LHC. Ainsi, à = 17 TeV, nous prédisons = 0.2, = - 6 mb et une grande valeur positive de (d/dt) dans la région |t| 0.2 - 0.7 GeV2. Nos prédictions ont fait l'objet d'un exposé à la Conférence de Genève LP-HEP 91 (Réf. 71) .


1.3 AUTRES THÈMES DE RECHERCHE


1.3.1 Phénoménologie hadronique à haute énergie

Nous avons proposé (Réf. 81) une nouvelle méthode d'extraction du paramètre semi-théorique ( = ReFN/ImFN) à partir des données brutes dN/dt. La partie réelle de l'amplitude nucléaire ReFN(ti) est calculée, comme fonction de t, à partir des trois inputs suivants : la distribution dN/dt(ti), la connaissance de l'amplitude coulombienne et un modèle donné de la partie imaginaire de l'amplitude nucléaire ImFN(t). (t) est donc calculé comme fonction de ti, (ti) = ReFN(ti)/ImFN(ti). Des contraintes théoriques générales telles que l'invariance relativiste, un signe donné de (t) dans un domaine bien défini de t et la dépendance monotone de dN/dt dans le pic de diffraction, peuvent être testées ou imposées à cette quantité calculée de (t) . Nous appliquons cette méthode à la plus haute énergie où une valeur précise de (t) peut en principe être calculée. Nous montrons que la forme exponentielle de la partie réelle de l'amplitude hadronique dans le pic de diffraction à très haute énergie n'est plus valable à très haute énergie et que la valeur = 0.135 ± 0.015 ,extraite des mesures précises des dN/dt à = 541 GeV (groupe UA4/2, 1994), est fausse.

En sachant que dans le futur proche le RHIC doit mesurer la polarisation en même temps que la distribution élastique dN/dt de la diffusion dans la région d'interférence coulombienne à = 500 GeV, nous avons montré que l' expérience respective devrait permettre d'extraire directement des données les parties réelles et imaginaires de l'amplitude nucléaire non-flip, indépendamment l'une de l'autre et sans hypothèse théorique arbitraire. Le paramètre crucial (s,t) pourra donc être connu sans ambiguïté à partir de cette analyse en amplitudes et permettre de détecter d'éventuels nouveaux phénomènes dans la physique hadronique à haute énergie (Réf. 82, 83).

Les données du Tévatron ( = 1.8 TeV) ont permis de mieux comprendre le mécanisme de la diffusion hadronique vers l'avant à très haute énergie. Nos conclusions (Réf. 66, 67), fondées sur les données présentes et sur l'étude des corrélations ( , b, T) sont les suivantes : i) les données expérimentales sont compatibles avec une variation de pente à petit t, en accord avec le phénomène observé aux énergies plus basses que celles du Tévatron ; ii) la section efficace totale est de l'ordre de 80 mb. Ce dernier résultat élimine tous les modèles de "seuil" (qui imposent une croissance rapide de T). Le résultat de l'expérience CDF concernant T à = 1.8 TeV confirme notre analyse.

Nous avons étudié certaines ambiguïtés d'ordre expérimental concernant les sections efficaces totales à haute énergie T. Par une analyse pratiquement indépendante de modèles et utilisant comme seul input expérimental les données T du collisionneur du CERN et du Tévatron, nous avons montré qu'on est conduit soit à la violation de la borne de Froissart, soit à la violation de la borne inférieure imposée par les données des rayons cosmiques (Réf. 77) . La conclusion de cet exercice mathématique, qui n'implique aucune "fitologie", montre que l'auto-cohérence des sections efficaces totales expérimentales à très haute énergie favorise la donnée CDF par rapport à la donnée E710 (à = 1.8 TeV) et demande l'élimination de certaines hypothèses théoriques arbitraires dans l'analyse des données.


1.3.2 Théorèmes asymptotiques

J'ai été intéressé par les théorèmes asymptotiques, déduits à partir des principes généraux de la théorie quantique des champs. Nous avons proposé en 1973, en collaboration avec L. Lukaszuk, une certaine réalisation du principe de couplage maximum des interactions fortes (Réf. 15), impliquant une variation maximale et de la section efficace totale ( T ~ ln2s) et de la différence des sections efficaces totales hadron-hadron et hadron-antihadron ( ~ lns). Nous avons prévu l'existence possible de quelques effets expérimentaux intéressants à énergie finie - par exemple, l'intersection entre les sections efficaces totales proton-proton () et proton-antiproton () ou bien l'existence d'un minimum dans la différence des sections efficaces totales et (Réf. 15, 16). Ces effets doivent se produire à très haute énergie ( 100 GeV). Ils apparaissent comme conséquences de l'existence de l'Oddéron.

Nous avons mis en évidence (Réf. 88) la présence, pour la première fois dans la diffusion hadronique, des oscillations prévues par Auberson, Kinoshita et Martin (AKM) à très petits t, effet prédit par les théorèmes asymptotiques dans le cas de la saturation de la borne de Froissart. Ces oscillations sont présentes dans les données brutes dN/dt du groupe UA4/2, qui sont exemptes de toute hypothèse, en particulier de celle concernant la partie imaginaire de l'amplitude de diffusion. Elles sont périodiques en , la période étant de l'ordre de 2…10-2 GeV (Réf. 85-88). Ces oscillations ont comme conséquence une valeur du beaucoup plus grande que celle dans le cas de la forme exponentielle : 0.2. La valeur si grande de à = 541 GeV constitue une forte indication expérimentale en faveur d'un couplage de l'Oddéron à petit t (t = 0 inclus). L'intercept de l'Oddéron à t = 0 est égal à 1.

Nous avons établi le théorème asymptotique suivant, dans toute classe de fonctions croissantes en s et en accord avec l'analyticité l'unitarité et la positivité (Réf. 84) :
 ( - ) ( - ) < 0. Ce théorème a des conséquences extrêmement importantes pour la détection de nouveaux phénomènes dans la région d'énergies couverte par RHIC et LHC.

En collaboration avec Pierre Gauron et L. Lukaszuk nous avons construit une classe d'amplitudes satisfaisant aux propriétés suivantes : 1) comportement asymptotique du genre Oddéron maximal; 2) unitarité dans la voie s; 3) analyticité à t fixe; 4) absence d'états de masse nulle à J=1 dans la voie t. Cette classe contient potentiellement une riche phénoménologie. Notre conclusion est que l'approche de l'Oddéron maximal est tout aussi naturelle que l'approche classique du "disque noir" (Réf. 73) .


1.3.3 Théorie quantique des champs

Dès 1965 je me suis intéressé aux champs de Yang-Mills (Réf. 1). Ensuite, nous avons évalué le vertex électromagnétique à l'aide du formalisme de la théorie de la matrice S et nous avons étudié l'équivalence de ce calcul et de celui de l'électrodynamique quantique conventionnelle (Réf. 4). Enfin, nous avons étudié dans ce formalisme, les corrections radiatives d'ordre supérieur, en prenant comme exemple les corrections de 4ème ordre pour l'effet Compton (Réf. 3).


1.3.4 Modèle dual de résonances

Dans ma thèse de Doctorat d'État (soutenue en 1972), j'ai proposé une certaine formulation mathématique du modèle de Veneziano pour les réactions à deux corps avec spin et j'ai étudié les conséquences phénoménologiques de cette formulation dans la diffusion pion-nucléon (Réf. 5-14).


1.3.5 Auto-consistance topologique et interactions fortes

En collaboration avec P. Gauron et S. Ouvry, nous avons montré que la description topologique des interactions hadroniques à l'aide de deux surfaces bi-dimensionnelles (une surface fermée et une surface à bords) implique l'existence d'une propriété dynamique rigoureuse de "supersymétrie topologique", reliant entre elles, à l'ordre zéro du développement topologique, les différentes amplitudes de diffusion hadronique. Cette propriété conduit à des conséquences expérimentales réalistes (Réf. 39, 42).

Nous avons montré, en collaboration avec le mathématicien V. Poénaru (Professeur à l'Université Paris XI) et d'autres chercheurs, que notre approche topologique aboutit naturellement à une description en termes des "préons" (Réf. 44). Les quarks, les leptons et les bosons électrofaibles sont composés, dans notre approche, de deux types de préons : un fermion, apparaissant comme un doublet de charge - en quatre générations - et un scalaire, apparaissant comme un doublet de charge. L'auto-consistance topologique, en conjonction avec quelques arguments phénoménologiques, nous conduit (Réf. 51, 52) à prédire l'existence de nouveaux hadrons de nombre baryonique zéro - qui ont une masse de l'ordre du TeV et sont bâtis à partir de six préons. Ils pourraient expliquer l'apparition des événements Centauro dans les rayons cosmiques (grande multiplicité de hadrons mais peu de pions).


1.3.6 Baryonium et autres états multiquarks

Vers 1976 mon intérêt s'est dirigé vers l'Unitarisation Duale Topologique (DTU), approche qui était à l'époque à ses débuts. Une des prédictions immédiates de la DTU est l'existence d'une nouvelle classe de mésons ("baryonium") fortement couplée à la voie baryon-antibaryon. J'ai étudié les aspects phénoménologiques de l'échange du baryonium dans les voies dites "exotiques" et j'ai montré que tous les effets associés à l'échange du baryonium sont effectivement présents dans les données expérimentales (Réf. 27-30).

En collaboration avec P. Gauron, S. Ouvry et J. Uschersohn, nous avons calculé les effets de toutes les insertions possibles de boucles baryon-antibaryon non-planes dans les propagateurs du genre méson ordinaire et baryonium (Réf. 38).

Dans un autre groupe de travaux, réalisés en collaboration avec L.A.P. Balazs (Purdue University), nous avons proposé une représentation explicite du terme "plan" de la DTU (Réf. 26, 35, 36). Nous avons obtenu une formule générique pour la trajectoire de Regge contrôlant, à l'ordre "plan", le comportement asymptotique de l'amplitude de diffusion hadronique. Cette formule implique l'existence de puissantes relations d'auto-consistance pour l'ensemble des réactions hadroniques. Nous pouvons ainsi calculer les masses des hadrons ordinaires (mésons et baryons), ainsi que les masses des hadrons multiquarks. Il y a un seul paramètre arbitraire dans notre calcul, la masse du par exemple; son rôle est de fixer l'échelle de masse. Une des prédictions de notre approche est l'existence de plusieurs états "baryonium" au-dessous du seuil (Réf. 37, 43). Nous avons généralisé notre méthode de calcul, en incluant le quark s (Réf. 45). En particulier, nos prédisons des états du genre "baryonium" avec JP = 2-et 3+, qui peuvent être identifiés aux résonances expérimentales de grande largeur et de masse 2.20 et 2.33 GeV.

Nous avons également étudié, en collaboration avec J.M. Richard et D.M. Tow, les propriétés des états multiquarks dans le cadre du modèle de sac, en prenant comme exemple la classe des mésons que nous avons appelée "pseudomésonium" (Réf. 31).

Il est intéressant d'observer qu'aujourd'hui encore le domaine des états multiquarks reste un domaine digne d'intérêt sur le plan théorique et expérimental. Mon travail (Réf. 27) est, aujourd'hui encore, cité comme un ouvrage de référence.


1.4 COLLABORATIONS EXTÉRIEURES RÉCENTES

• M. A. Braun et L. N. Lipatov, Sankt Petersburg Nuclear Physics Institute, Saint Petersbourg, Russie
• J. R. Cudell, Université de Liège, Belgique
• V. V. Ezhela, Yu. V. Kuyanov, K. S. Lugovsky, S. B. Lugovsky, V. S. Lugovsky, E. A. Razuvaev, V. Yu. Sapunov, N. P. Tkachenko et O. V. Zenin, Institute of High Energy Physics, Protvino, Russie
• K. Kang, Brown University, Providence, USA
• S. K. Kang, Korean Institute for Advanced Studies, Séoul, Corée
• A. Lengyel, Institute of Electron Physics, Uzhgorod, Ukraine
• E. Martynov, Bogoliubov Institute for Theoretical Physics, Kiev, Ukraine
• O. V. Selyugin, Bogoliubov Theoretical Laboratory, JINR Dubna, Russie (dans le cadre du programme de collaboration IN2P3-Dubna)
• M. Whalley, HEPDATA Group, Durham University, Royaume-Uni


1.5 QUELQUES DONNÉES STATISTIQUES

• Nombre total de publications scientifiques : 111, dont 60 dans des revues avec comité de lecture. A ce nombre s'ajoutent 8 livres et plus de 30 études sur la relation science - culture et sur l'enseignement supérieur, publiées dans des livres collectifs.
• Le mot "Oddéron" figure dans le titre de plus de 180 articles.
• Travaux dans la catégorie topcite, base de données du SLAC-SPIRES :

TOPCITE = 100+ (groupe nommé " famous papers" par SPIRES)
L. Lukaszuk et B. Nicolescu, Nuovo Cimento Letters 8 (1973) 405

TOPCITE = 50+ (groupe nommé "well-known papers" par SPIRES)
D. Bernard, P. Gauron et B. Nicolescu, Physics Letters 199B (1987) 125
P. Gauron, E. Leader et B. Nicolescu, Physical Review Letters 54 (1985) 2656
K. Kang et B. Nicolescu, Physical Review 11 (1975) 2461
D. Joynson, E. Leader, C. Lopez et B. Nicolescu, Nuovo Cimento 30A (1975) 345


e-mail: nicolesc@lpnhep.in2p3.fr
LPNHE, Université Paris 6 "Pierre et Marie Curie"

Centre International de Recherches et Études Transdisciplinaires
http://perso.club-internet.fr/nicol/ciret/ - mis à jour le 28 avril 2003

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