La production de dileptons en collisions d'ions lourds relativistes (CERN/SPS, SIS/ HADES, RHIC) et le comportement des mésons vecteurs (en particulier le méson $\rho$) consti­tuent un des sujets centraux de la chromodynamique quantique (QCD) dans la matière <br />hadronique dense et chaude. Un enjeu crucial est en effet l'étude de la restauration partielle ou totale de la symétrie chirale SU(2) x SU(2), ce qui nécessite en pratique l'utilisation de théories effectives. Une des difficultés majeures est de construire une telle théorie qui, s'appuyant sur des contraintes phénoménologiques bien établies à basse température et/ou densité, permette d'obtenir des prédictions lorsque l'on se rapproche de la transition de phase.<br />Le modèle qui a été utilisé (développé par M. Urban) est basé sur l'idée du modèle sigma linéaire jaugé (mésons $\rho et $\alpha$1 ) mais adapté de façon très détaillée à la phénoménologie en ne gardant que de façon approximative la symétrie locale. Une partie importante de ce travail a consisté à régulariser la théorie, c'est ­à­dire à s'affranchir des divergences qui apparaissent dans les calculs à une boucle. Nous avons donc été amenés à introduire une <br />nouvelle prescription de coupure des intégrales qui fasse apparaître explicitement un cut­ off tout en respectant les symétries des modèles étudiés. Afin de tester la validité de cette méthode, nous l'avons appliquée à QED en 4 et 5 dimensions. Pour finir, nous avons établi les équations du groupe de renormalisation dans notre modèle chiral particulier et avons montré que même si la manifestation vectorielle introduite récemment dans la littérature <br />était compatile avec nos équations, la restauration "traditionnelle'' à la Ginzburg-­Landau était plus probable.

Dans ce travail de thèse des ingrédients essentiels pour la description théorique de la dynamique des réactions de fusion et fission nucléaires sont étudiés, tel que le potentiel d'interaction entre noyaux cible et projectile pour le processus de fusion et l'énergie de déformation dans un espace multidimensionnel pour la fission. Nous avons évalué en particulier l'importance de la différence des distributions de densités protons et neutrons. Pour le processus de fusion, le potentiel d'interaction entre les noyaux peut être déterminé à travers des densités obtenues d'une façon auto-consistante par des calculs variationnels semi-classiques à partir d'une interaction nucléon-nucléon effective de type Skyrme. Les barrières de fusion ainsi obtenues permettent d'évaluer des sections efficaces de fusion dans le cadre du formalisme de Langevin. Pour le processus de fission il est essentiel de tenir compte de la grande richesse de formes nucléaires qui apparaissent tout au long du chemin de fission de l'état fondamental jusqu'au point de scission. Nous montrons qu'une paramétrisation tenant compte de l'élongation, ainsi que de la possible constriction, asymétrie gauche-droite et non-axialité du noyau, est effectivement capable dans le cadre de notre approche macroscopique-microscopique de donner une description précise de ce phénomène. On peut ainsi enrichir l'expression de l'énergie de type goutte liquide par un terme qui décrit la variation de l'énergie de liaison nucléaire due aux différentes déformations des distributions protons et neutrons. La réduction des hauteurs des barrières de fission qui en résulte est seulement de l'ordre du MeV, mais il peut facilement en résulter un changement de la section efficace de fission d'un ordre de grandeur et ainsi jouer un rôle capital pour la stabilité des noyaux super-lourds ou des noyaux exotiques

sans

Currently, one application of the mean-field methods in nuclear physics is the investigation of exotic nuclear symmetries. This is related, in particular, to the study of nuclear rotation about an axis tilted with respect to the principal axes of the mass distribution in the Tilted-Axis Cranking (TAC) model. The present work presents one of the first TAC calculations performed within fully self-consistent methods. The Hartree-Fock method with the Skyrme effective two-body interaction has been used. A computer code has been developed that allows for the breaking of all spatial symmetries of the solution. As a first application, calculations for the magnetic bands in 142Gd and for the chiral bands in 130Cs, 132La, 134Pr, and 136Pm have been carried out. The appearance of those bands is due to a new mechanism of breaking the spherical symmetry and to the spontaneous breaking of the chiral symmetry, respectively. The self-consistent solutions for 142Gd confirm the important role of the shears mechanism in generating the total angular momentum. However, the agreement with experimental data is not satisfactory, probably due to the lack of the pairing correlations in the calculations or to the possibly overestimated deformation. The results obtained for 132La constitute the first fully self-consistent proof that the nuclear rotation can attain a chiral character. It has been shown that the chiral rotation can only exist above a certain critical angular frequency. It has also been checked that the terms of the Skyrme mean field odd under the time reversal have no qualitative influence on the results.

Le cadre général dans lequel se situe cette thèse est l'étude des propriétés de la matière hadronique chaude et dense produite lors des collisions d'ions lourds ultrarelativistes. Cette matière chaude et dense est majoritairement constituée de pions, les particules les plus légères du monde hadronique. Leur faible masse provient de leur nature même : ce sont les bosons de Goldstone de la symétrie chirale. L'évolution du gaz de pions peut se faire, dès les premiers instants suivant sa formation, dans le cadre de l'hydrodynamique relativiste. Dans une première partie nous présentons l'hydrodynamique en présence de symétrie brisée en insistant particulièrement sur le fait que les modes de Goldstone sont à mettre sur un pied d'égalité avec les grandeurs conservées : à tous deux correspondent des modes hydrodynamiques. Nous montrons également comment ces nouveaux modes, caractéristiques de la brisure d'une symétrie, modifient les équations d'évolution. Partant de l'exemple d'un système superfluide, c'est-à-dire d'un système présentant une brisure de la symétrie U(1), nous présentons, dans la deuxième partie, les équations hydrodynamiques d'un fluide au sein duquel la symétrie chirale SU(2)$_L \times$ SU(2)$_R$ est brisée. Nous appliquons ensuite ces équations, d'une part aux collisions d'ions lourds ultrarelativistes dans le cadre du modèle de Bjorken, et d'autre part à la détermination des coefficients de transport. Enfin, la troisième partie est consacrée au calcul de la viscosité de cisaillement dans le cadre de modèles microscopiques de théorie des champs, à savoir les modèles $\lambda\phi^4$ et $\sigma$-non linéaire.

Le principal objectif de cette thèse est l'étude des fonctions de structure, polarisées et non-polarisées, des nucléons à partir des fonctions de structure du système à trois nucléons. Un premier aspect de cette étude est consacré à l'extraction des fonctions de structures des nucléons libres, et plus particulièrement du neutron (pour lequel il n'existe pas de cible pure), à partir de celle du système à trois nucléons. Un second point d'intérêt est l'étude des modifications des propriétés des nucléons dans la matière nucléaire légère. Nous avons commencé ce travail par le calcul de la fonction d'onde non-relativiste du système à trois nucléons. Pour effectuer ce calcul nous avons utilisé les équations de Faddeev. Pour simplifier le problème, nous avons considéré que le système est invariant par symétrie d'isospin et donc composé de particules identiques. Pour simplifier encore plus notre problème, nous avons décomposé la fonction d'onde en ondes partielles et fait appel à un potentiel séparable.<br> Nous posons ensuite les bases du formalisme de convolution. Ce formalisme permet d'obtenir les fonctions de structure de noyaux complexes à partir de celles de leurs constituants. Nous avons alors montré comment calculer les distributions d'impulsion sur le cône de lumière des différents nucléons à l'aide de la fonction d'onde du système à trois nucléons que nous avions précédemment calculée.<br> Nous sommes alors passés à l'étude des fonctions de structure non-polarisées des noyaux d'hélium 3 et de tritium. Dans un premier temps nous présentons notre prédiction pour l'effet EMC dans ces deux noyaux . Nous avons ensuite étudié les prédictions de notre modèle pour la règle de somme de Gottfried. Enfin, nous avons terminé cette partie par la présentation d'une nouvelle façon d'accéder à la fonction de structure F2 du neutron libre à partir des mesures de cette quantité pour les noyaux d'hélium 3 et de tritium. Après avoir étudié les fonctions de structure non-polarisées du système à trois nucléons nous sommes passés au cas polarisé. On sait depuis longtemps que la fonction de structure g1 de l'hélium 3 constitue une bonne approximation de cette même fonction pour le neutron libre. Nous avons donc étudié les diverses corrections qu'il est nécessaire d'inclure pour avoir la meilleure extraction possible de cette fonction pour le neutron libre à partir des données de l'hélium 3.<br> Pour finir, nous présentons nos conclusions et les extensions possibles de ce travail dans deux directions : l'étude de la fonction g2 du neutron et du système à trois nucléons ; les fonctions de structure du noyau de lithium 6 considéré comme un coeur d'hélium et de deux nucléons. L'étude du lithium 6 pourrait compléter les données provenant de l'hélium et du tritium.

Nous étudions les processus d'interaction élémentaires entre les neutrinos et le milieu dense d'une proto-étoile à neutrons. Nous discutons d'abord les équations d'état obtenues avec différentes interactions nucléaires effectives (Skyrme, Gogny, Lagrangiens relativistes) et nous caractérisons leur domaine de stabilité en spin et en isospin. Nous dérivons l'expression de la susceptibilité magnétique pour toute asymétrie d'isospin en fonction des paramètres de Landau. De cette étude, nous retenons une paramétrisation pour chacun des 3 types de forces effectives : SLy230b, D1P et NL3. Puis, nous calculons les fonctions de réponse de la matière pure de neutrons et dans la matière nucléaire asymétrique pour les voies avec et sans échange de charge, les corrélations nucléaires étant décrites à la fois dans une approche non relativiste (Hartree-Fock puis RPA complète) et dans une approche relativiste (à l'approximation Hartree). Enfin, nous calculons le libre parcours moyen des neutrinos pour les processus de courant neutre et pour les processus par courants chargés. Les comparaisons des approches nonrelativistes et des approches relativistes nous permettent d'identifier des effets relativistes dans la matière nucléaire pour des densités à peine deux fois supérieures à la densité de saturation. Les corrélations RPA rendent le milieu plus transparent aux neutrinos par rapport au gaz de Fermi libre. Cette étude montre l'importance de la masse effective sur le calcul du libre parcours moyen.

non disponible

Depuis qu'on a acquis la certitude que la masse du neutrino est non nulle, la théorie est en plein bouleversement, voulant comprendre l'origine de la masse, ses effets sur l'origine de l'Univers et le rôle possible des neutrinos dans les phénomènes non élucidés comme la baryogénèse. Ce travail constitue une revue des progrès récents dans ce domaine. On y présente un panorama de la situation expérimentale et théorique. Différents mécanismes pouvant expliquer l'origine de la masse des neutrinos sont considérés : masses engendrées par corrections radiatives, dimensions supplémentaires et théories grand-unifiées.

NIL