QED, QCD en pratique

P. Aurenche, J. Ph. Guillet et E. Pilon

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Résumé
Ces notes sont une introduction à l'application de l'électrodynamique quantique (QED) et de la chromodynamiques quantique (QCD) aux réactions de diffusion à hautes énergies. Le premier thème abordé est celui des divergences ultraviolettes et de la renormalisation à une boucle, avec comme conséquence pour QCD la liberté asymptotique. Le deuxième thème est celui des divergences infrarouges et colinéaires qui dans QCD sont traitées dans le cadre du modèle des partons avec l'introduction des fonctions de structure d'un hadron. On montre comment la violation d'invariance d'échelle est engendrée par les corrections radiatives et on discute le théorème de factorisation dans l'approximation à une boucle. Plusieurs applications phénoménologiques dans les collisions $e^+ e^-$, $e\; p$ et $p\; p$ sont présentées, avec notamment la production de bosons de jauge, de gerbes hadroniques ("jets") et de particules à grande impulsion transverse dans les collisionneurs hadroniques. Dans tous les cas les prédictions sont confrontés avec les résultats expérimentaux récents.

cours1: Introduction

cours2: Lagrangien QED, Règles de Feynman

cours3: Divergences ultraviolettes, renormalisation

cours4: Renormalisation de QED à une boucle

cours5: Compensation des divergences infrarouges

cours6: Hadrons et quarks + $\cdots$

cours7: Chromodynamique Quantique : QCD

cours8: Chromodynamique Quantique : Renormalisation à une boucle

cours9: Violations de l'invariance d'échelle

cours10: Annihilation $e^+\ e^- \rightarrow hadrons$

cours11: Unitarité, règles de coupure

cours12: Equations du groupe de renormalisation

cours13: Modèle des partons amélioré et applications.

cours14: Bibliographie

Avertissement
Les notes qui suivent donnent suffisamment de détails pour qu'un étudiant qui ne bénificie pas d'un environnement académique très fourni en théorie quantique des champs ni en physique des particlues puisse y trouver un intérêt. Ces notes supposent la connaissance du spineur de Dirac ainsi que celle de la procédure de construction de l'approche perturbative pour le calcul d'une amplitude de diffusion en théorie quantique des champs.