Il est théoriquement possible de remonter à la forme d'un tambour à partir de ses modes de vibrations. En d'autres termes, on entendrait la forme du tambour !

De manière analogue, les physiciens nucléaires s'efforcent d' « entendre » la forme du proton grâce à des d'expériences de diffusion Compton profondément virtuelles sur le proton. Ils cherchent à mesurer l'agencement tridimensionnel des quarks et des gluons au sein du proton, à partir d'observables accessibles lors de la diffusion d'un photon sur le proton. Dans ces expériences, la collision du photon et du proton laisse une empreinte de la structure du proton dans les états finals du photon et du proton.

Ce sujet de recherche est très actif et mobilise une importante communauté internationale théorique et expérimentale.

Dans le cadre du projet PARTONS (Partonic Tomography of Nucleon Software), des physiciens de l'Irfu et du National Centre for Nuclear Research à Varsovie (Pologne) ont successivement réalisé deux grandes analyses détaillées, en utilisant toutes les mesures associées à ce processus et publiées depuis le début des années 2000. Soit près de 2600 points de mesure et 30 observables provenant de 6 expériences !

Ces travaux constituent aujourd'hui l'analyse la plus poussée de ces données expérimentales.

De nouvelles données, associées à de nouvelles méthodes d'analyse, enrichiront à l'avenir la bibliothèque PARTONS. Ces observables (facteurs de forme Compton) permettront de franchir un cap dans la reconstruction de la structure du proton en 3D.