Descriptions de la matière nucléaire incluant la structure en quarks des hadrons

It is nowadays well established that nucleons are composite objects made of quarks and gluons, whose interactions are described by Quantumchromodynamics (QCD). However, because of the non-perturbative character of QCD at the energies of nuclear physics, a description of atomic nuclei starting from quarks and gluons is still not available. A possbile alternative is to construct effective field theories based on hadronic degrees of freedom, in which the interaction is constrained by QCD. In this framework, we have constructed descriptions of infinite nuclear matter in relativistic mean field theories taking into account the quark structure of hadrons. In a first approach, the in medium modifications of mesons properties is dynamically obtained in a Nambu-Jona-Lasinio (NJL) quark model. This modification is taken into account in a relativistic mean field theory based on a meson exchange interaction between nucleons. The in-medium modification of mesons masses and the properties of infinite nuclear matter have been studied. In a second approach, the long and short range contributions to the in-medium modification of the nucleon are determined. The short range part is obtained in a NJL quark model of the nucleon. The long range part, related to pions exchanges between nucleons, has been determined in the framework of Chiral Perturbation theory. These modifications have been used to constrain the couplings of a point coupling relativistic mean field model. A realistic description of the saturation properties of nuclear matter is obtainedIl est admis aujourd'hui que les nucléons sont constitués de quarks et de gluons, dont les interactions sont décrites par la Chromodynamique Quantique (QCD). Du fait du caractère non-perturbatif de QCD à l'échelle d'énergie de la physique nucléaire, une description du noyau atomique directement à partir des quarks et des gluons reste inaccessible à l'heure actuelle. Une alternative possible est d'utiliser des théories effectives hadroniques contraintes par QCD. Dans ce cadre, nous avons développé deux descriptions de la matière nucléaire infinie dans des théories de champ moyen relativistes prenant en compte la structure en quarks des hadrons. Dans une première approche, la modification dans le milieu des propriétés des mésons est obtenue dynamiquement dans un modèle de quarks de Nambu-Jona-Lasinio (NJL). Cette modification est prise en compte dans un modèle de champ moyen relativiste basé sur une interaction par échanges de mésons entre nucléons. L'évolution de la masse des mésons dans le milieu, et les propriétés de la matière nucléaire infinie ainsi obtenues, ont été étudiées. Dans une deuxième approche, les contributions de courte et logue portée à la modification du nucléon dans le milieu sont déterminées. La partie de courte portée est obtenue en construisant le nucléon à l'aide du modèle de quarks de NJL. La partie de longue portée, liée aux échanges de pions entre nucléons, a quant à elle été obtenue à l'aide de la théorie des perturbations chirales. Ces modifications ont été utilisées pour contraindre les couplages d'un modèle de champ moyen relativiste à couplages ponctuels. Une description réaliste des propriétés de saturation de la matière nucléaire est alors obtenue