La perte d'énergie d'une particule chargée dans un milieu chaud et dense est d'un intérêt tout particulier en physique des particules. En effet, dans le cadre de l'étude des zones les plus extrêmes du diagramme des phases de la matière, on a fait la découverte du plasma de quarks et de gluons (PQG). Il s'agit d'un état de la matière hadronique où quarks et gluons ne sont plus regroupés en hadrons mais évoluent de manière totalement déconfinée.
La mise en oeuvre expérimentale d'une telle soupe partonique a été rendu possible ces dernières années grâce aux collisionneurs tels que le LHC du CERN. Cependant, cet état subsiste durant un temps bien trop court pour pouvoir être appréhendé directement et on a donc recours a des sondes indirectes. La perte d'énergie d'une particule traversant le PQG en est une. En effet, en étudiant les différences qu'ils pourraient exister entre la perte d'énergie d'une particule traversant le « résultat » d'une collision proton-proton et celui d'une collision Plomb-Plomb (dans laquelle on prédit la formation d'un PQG), on peut extraire des informations sur le PQG.
Ainsi, connaître les aspects théoriques de la perte d'énergie d'une particule dans ces milieux extrêmes apparaît comme primordiale pour leur compréhension. Au cours du XXème siècle, c'est un domaine qui a été largement étudié. On sait notamment que la perte d'énergie radiative (par émission de quanta d'énergie) est prédominante à haute énergie sur la perte d'énergie collisionnelle (par diffusion sur les particules du milieu) mais qu'elle est atténuée par différents effets de milieu (effet Ter-Mikaelian, effet
Landau-Pomeranchuk-Migdal). L'objectif de ce travail de thèse est de montrer que le caractère absorbant d'un milieu conduit aussi à une diminution de la perte d'énergie radiative.
Pour cela, on va tenter de revisiter le problème de la diffusion multiple d'une particule chargée ultrarelativiste dans un milieu dense. L'interaction entre la particule et le milieu peut être caractérisée par un corrélateur [1]. On montrera que l'inclusion dans ce
corrélateur, sous certaines conditions, du processus d'émission lors de la diffusion multiple peut être interprétée comme l'ajout d'une partie imaginaire à l'indice du milieu et, de ce fait, traduire son caractère absorbant.
[1] Blaizot, Dominguez, Iancu, Mehtar-Tani, Medium-induced gluon branching, JHEP 1301 (2013) 143.