Electromagnetic interactions of light hadrons in covariant chiral perturbation theory

Las interacciones entre hadrones ligeros y campos de fotones son importantes para el estudio de la estructura de la materia y de la interacción fuerte. Sus propiedades fundamentales son descritas por la cromodinámica quántica (QCD). A energı́as elevadas, esta teorı́a ya ha sido bien comprobada con métodos perturbativos que tienen los quarks y gluones como grados de libertad. Sin embargo, a bajas energı́as, QCD es no-perturbativa y quedan muchos detalles por entender. Estas on precisamente las energı́as necesarias para describir interacciones entre hadrones a distancias superiores a su tamaño. Procesos que involucran interacciones con hadrones han sido extensamente estudiados a lo largo de las décadas, tanto en instalaciones experimentales, ası́ como desde el punto de vista teórico. Aquı́ me concentraré en el lı́mite de bajas energı́as de algunos de estos procesos: la fotoproducción de piones neutros, la dispersión Compton y dispersiones elásticas de electrones en blancos bariónicos. En particular, esta tesis contiene los siguientes estudios principales en QCD no-perturbativa: la determinación de secciones eficaces de la fotoproducción de piones, el estudio de polarizabilidades y factores de forma electromagnéticos de bariones y un cálculo del momento dipolar eléctrico del neutrón. Estos estudios dan información sobre la estructura interna de los bariones, sobre sus densidades y, por lo tanto, indirectamente también sobre sus distribuciones partónicas. Además, llevan a un mejor conocimiento de las interacciones, tanto entre hadrones como dentro de ellos. Al estudiar secciones eficaces, uno obtiene también información sobre estados resonantes que surgen debido a la excitación de hadrones ligeros. Aparecen como polos en las amplitudes de las interacciones electromagnéticas estudiadas, afectando considerablemente el comportamiento de los observables. Con el fin de motivar el cuadro teórico en que se enmarca esta tesis, la teorı́a quiral de perturbaciones (ChPT), es importante entender primero QCD, la teorı́a sobre la cual está construido. Como se ha mencionado, esta teorı́a de gauge describe con éxito interacciones fuertes a altas energı́as, con los grados de libertad quarks y gluones para campos de materia y de partı́culas que median la interacción, respectivamente. A energı́as de algunos GeV y superiores, los quarks confinados dentro de hadrones pueden ser tratados como asintóticamente libres, siendo ası́ posible usar los métodos de QCD perturbativa como una expansión en términos de la constante de acoplamiento fuerte. El grupo de simetrı́a correspondiente, SU(3) (color), es no-Abeliano. Esto lleva a auto-interacciones de campos de gluones, afectando el comportamiento del acoplamiento fuerte en función de la energı́a: a bajas energı́as o, de modo equivalente, a distancias elevadas, la constante se hace más grande. A una escala de 1 GeV, la constante de acoplamiento fuerte se vuelve demasiado grande para cálculos perturbativos de QCD. Esta escala corresponde a distancias superiores al tamaño del nucleón, pudiendo ası́ ser entendida como una escala de confinamiento de los quarks que lo componen. Los procesos en esta tesis son descritos para energı́as de centro de masa bastante inferiores a la escala de 1 GeV. Por causa de la divergencia de la serie perturbativa de QCD en esta zona energética, uno necesita de un método alternativo. Se han usado muchos modelos que cumplen teoremas de bajas energı́as a lo largo de las décadas pasadas, la mayor parte de ellos puramente fenomenológicos. Serı́a ventajoso encontrar una teorı́a que mantenga las simetrı́as de QCD y que además sea aplicable al estudio combinado de estos procesos de baja energı́a. A lo largo de los capı́tulos de esta tesis, me concentro en hadrones ligeros, i.e., aquellos que están compuestos solamente por los quarks u, d y s, por lo cual pueden ser descritos por una simetrı́a SU(3) (sabor). En el lı́mite relativista de quarks ligeros sin masa, los campos dextrógiros y levógiros se desacoplan unos de los otros, llevando a una teorı́a invariante bajo transformaciones quirales. Hay dos observaciones que sugieren la rotura espontánea de esta simetrı́a del lı́mite quiral de QCD. Por un lado, en la naturaleza los miembros del octete seudoescalar de mesones tienen una masa pequeña en relación a la escala Λ. Estos mesones son, por lo tanto, buenos candidatos para bosones Goldstone provenientes de la rotura espontánea de una simetrı́a. Por otro lado, el octete ligero de bariones tiene paridad positiva y no existen compañeros de masas similares y con paridad negativa, como requerirı́a una simetrı́a exacta. De hecho, en el sector fermiónico, la rotura espontánea de la simetrı́a quiral genera las masas del octete de bariones SU(3) (sabor), las cuales en el lı́mite quiral son degeneradas. Adicionalmente, las masas de los bosones seudo-Goldstone son interpretadas como consecuencia de una rotura explı́cita de la simetrı́a por causa del hecho de que los quarks tienen masa. Los términos resultantes del lagrangiano mezclan los campos levógiros y dextrógiros por medio de términos de la masa de los quarks. De hecho, en el marco de ChPT, estas simetrı́as espontánea y explı́citamente rotas son usadas como base para contruir los lagrangianos de interacción, llevando a una teorı́a efectiva (EFT) de QCD. En lugar de usar la constante de acoplamiento fuerte como parámetro perturbativo, ahora se hace una expansión quiral simultánea en potencias de momentos externos y de las masas de los mesones Goldstone. Ambos parámetros son pequeños comparados con la escala de confinamiento. Se integra sobre los grados de libertad de QCD, los quarks y los gluones, ası́ que las interacciones son descritas directamente entre los estados compuestos, los bariones y los mesones. Esta EFT es válida para rangos de energı́a significativamente más bajos que la escala de 1 GeV, lo que corresponde a distancias superiores al tamaño del barión. La masa corriente de los quarks u y d es mucho menor que la escala hadrónica, garantizando ası́ una convergencia rápida de la serie quiral cuando uno trabaja únicamente con interacciones entre piones, i.e., cuando uno considera una simetrı́a SU(2) de sabor. La extensión de ChPT a SU(3) con el fin de acomodar el quark s, y como tal el octete completo de mesones seudoescalares, requiere mucho cuidado, ya que la masa corriente de este quark está cerca del orden de magnitud de la escala. Asimismo, la inclusión de los bariones en ChPT también introduce una escala adicional, la masa del barión en el lı́mite quiral. El rigor de ChPT depende mucho de los grados de libertad incluidos. En el presente trabajo, no solo consideré las interacciones con el octete de bariones de espı́n-1/2 — los nucleones y los hiperones—, sino también las resonancias de espı́n-3/2. Estas consisten en un quadruplete de isospı́n en SU(2) y en un decuplete en SU(3), respectivamente. El acoplamiento con el octete de bariones es fuerte y por consiguiente los bariones de espı́n-3/2 aparecen muy fácilmente como estados excitados, o resonancias, de los estados de espı́n-1/2. Teniendo esto en cuenta, es evidente que se esperan contribuciones importantes por parte de estos estados a procesos que tengan lugar en un rango de energı́as cercano a sus masas. Este es efectivamente el caso de las reacciones estudiadas a lo largo de los siguientes capı́tulos. Desde luego, las masas de las resonancias también son superiores a la escala. En efecto, al introducir estos estados en el marco de ChPT, aparte las masas mesónicas y los momentos externos, uno obtiene un parámetro pequeño adicional: la diferencia entre las masas del decuplete y del octete de bariones. La renormalización de divergencias en ChPT se hace orden por orden, absorbiéndolas en coeficientes del lagrangiano más general. Este procedimiento lleva al aparecimiento de constantes de baja energı́a (LECs), las cuales tienen que ser determinadas por medio de ajustes a datos experimentales. Esto reduce la calidad predictiva de la teorı́a. No obstante, muchas de estas constantes ya han sido determinadas a lo largo de las últimas décadas y uno puede usar los valores de la literatura para hacer nuevas predicciones. Al incluir bariones en ChPT, el contaje quiral de potencias en términos de masas y momentos se rompe, ya que sus masas son del orden de la escala. Por consiguiente, a priori no hay una manera clara de como asociar un orden quiral especı́fico a un número definido de loops. Esto inicialmente se ha resuelto tratando los bariones en el lı́mite no-relativista de ChPT de bariones pesados (HBChPT). Una alternativa relativista para evaluar las correcciones de loop fue propuesta a finales de los años 1990. Esta llamada regularización infrarroja (IR) aisla la parte regular de las singularidades en cálculos de un loop. Las partes singulares satisfacen el contaje de potencias, mientras que las regulares pueden ser absorbidas en términos locales del lagrangiano que las cancelan. Esta técnica soluciona el problema de contaje de potencias de ChPT de bariones relativista, a un loop. Adicionalmente, aisla las singularidades infrarrojas. En el marco de esta tesis, los cálculos se hicieron en otro esquema relativista de renormalización, el esquema Extended On Mass Shell (EOMS). Este satisface por completo la analiticidad y normalmente converge más rápidamente que métodos no-relativistas. Las divergencias y los términos que rompen el esquema de contaje (PCBT) tienen expresiones que son por entero analı́ticas. Por lo tanto estas pueden ser identificadas con términos del lagrangiano y absorbidas dentro de las LECs correspondientes. Este esquema se ha manifestado exitoso en muchos trabajos y puede ser implementado de forma sencilla. Esta tesis contiene cuatro estudios principales. Un capı́tulo está dedicado a cada uno de ellos, por lo que escojo dar introducciones y sumarios separados en las respectivas secciones. Sin embargo, una descripción global del formalismo de ChPT que se aplica a todas ellas es dada en el capı́tulo 2. En el capı́tulo 3, enseño mi trabajo sobre el estudio de la fotoproducción de piones neutros a partir de blancos protónicos, que se radica en un marco SU (2). Este es extendido a SU (3) en el capı́tulo 4, con el objetivo de incluir el quark s. Ahı́ se estudia la polarizabilidad de espı́n de dirección hacia delante de los nucleones y hiperones, con la ayuda de la dispersión Compton. También en el enfoque de SU (3), el capı́tulo 5 estudia la dispersión elástica de electrones para la extracción de los factores de forma electromagnéticos de los bariones. Luego estos se relacionan con densidades magnéticas y de carga por medio de un análisis dispersivo. El capı́tulo 6 muestra un estudio del momento dipolar eléctrico del nucleón y su conexión con la violación fuerte de CP . Finalmente, en el capı́tulo 7, presento las conclusiones del trabajo y las perspectivas de posibles ampliaciones de los procesos estudiados

Architecture et bibliothèque : Rénover, réaménager : repenser les espaces pour de nouveaux usages

La bibliothèque municipale de Lyon et l’enssib organisaient le 3 décembre 2013 une journée d’étude sur le thème « Rénover, réaménager : repenser les espaces pour de nouveaux usages ». Cette journée s’inscrivait dans la prolongation des journées « l’Avenir des bibliothèques publiques » de décembre 2012 et « Architecture et bibliothèque » de mai 2013. Suite à la vague de constructions de bibliothèque des années 70 et 80, les chantiers de rénovation vont se multiplier en France dans les années à venir. Pour les bibliothécaires, il s’agit d’une part de rendre en compte les contraintes juridiques et de bâti spécifiques à ce contexte de maîtrise d’ouvrage, et d’autre part d’intégrer les nouveaux usages dans la réorganisation des espaces. La première partie de la journée donnera un éclairage juridique et un regard l’architecte sur la manière d’aborder une rénovation. Une rapide introduction au nouveau rapport de l’IFLA sur les tendances mondiales des bibliothèques permettra de situer les enjeux au niveau international. Les interventions suivantes présenteront des cas concrets de rénovation et de réaménagement de bibliothèques publiques et universitaires en France et à Cologne en Allemagne

Expression of Msx1 and Dlx1 during Dumbo rat head development: Correlation with morphological features

The Dumbo rat possesses some characteristics that evoke several human syndromes, such as Treacher-Collins: shortness of the maxillary, zygomatic and mandibular bones, and low position of the ears. Knowing that many homeobox genes are candidates in craniofacial development, we investigated the involvement of the Msx1 and Dlx1 genes in the Dumbo phenotype with the aim of understanding their possible role in abnormal craniofacial morphogenesis and examining the possibility of using Dumbo rat as an experimental model for understanding abnormal craniofacial development. We studied the expression of these genes during craniofacial morphogenesis by RT-PCR method. We used Dumbo embryos at E12 and E14 and included the Wistar strain as a control. Semi-quantitative PCR analysis demonstrated that Msx1 and Dlx1 are expressed differently between Dumbo and Wistar rats, indicating that their low expression may underly the Dumbo phenotype

Enrichment methods to detect bone marrow micrometastases in breast carcinoma patients: clinical relevance

INTRODUCTION: Improving technologies for the detection and purification of bone marrow (BM) micrometastatic cells in breast cancer patients should lead to earlier prognosis of the risk of relapse and should make it possible to design more appropriate therapies. The technique used has to overcome the challenges resulting from the small number of target cells (one per million hematopoietic cells) and the heterogeneous expression of micrometastatic cell markers. In the present study, we have assessed the clinical relevance of current methods aimed at detecting rare disseminated carcinoma cells. METHODS: BM aspirates from 32 carcinoma patients were screened for the presence of micrometastatic cells positive for epithelial cell adhesion molecule and positive for cytokeratins, using optimized immunodetection methods. A comparison with data obtained for 46 control BM aspirates and a correlation with the clinical status of patients were performed. RESULTS: We developed a sensitive and efficient immunomagnetic protocol for the enrichment of BM micrometastases. This method was used to divide 32 breast carcinoma patients into three categories according to their epithelial cell adhesion molecule status. These categories were highly correlated with the recently revised American Joint Committee on Cancer staging system for breast cancer, demonstrating the clinical relevance of this simple and reliable immunomagnetic technique. We also evaluated immunocytochemical detection of cytokeratin-positive cells and cytomorphological parameters. Immunocytochemistry-based methods for the detection of BM micrometastases did not provide any information about the clinical status of patients, but helped to refine the immunomagnetic data by confirming the presence of micrometastases in some cases. We also tested a new density gradient centrifugation system, able to enrich the tumor fraction of BM specimens by twofold to threefold as compared with standard Ficoll methods. CONCLUSION: These improved methods for the detection of micrometastatic cells in patient BM should help clinicians to predict the clinical status of breast cancer patients at the time of surgery or treatment

Unravelling the sex-specific diversity and functions of adrenal gland macrophages

Despite the ubiquitous function of macrophages across the body, the diversity, origin, and function of adrenal gland macrophages remain largely unknown. We define the heterogeneity of adrenal gland immune cells using single-cell RNA sequencing and use genetic models to explore the developmental mechanisms yielding macrophage diversity. We define populations of monocyte-derived and embryonically seeded adrenal gland macrophages and identify a female-specific subset with low major histocompatibility complex (MHC) class II expression. In adulthood, monocyte recruitment dominates adrenal gland macrophage maintenance in female mice. Adrenal gland macrophage sub-tissular distribution follows a sex-dimorphic pattern, with MHC class IIlow macrophages located at the cortico-medullary junction. Macrophage sex dimorphism depends on the presence of the cortical X-zone. Adrenal gland macrophage depletion results in altered tissue homeostasis, modulated lipid metabolism, and decreased local aldosterone production during stress exposure. Overall, these data reveal the heterogeneity of adrenal gland macrophages and point toward sex-restricted distribution and functions of these cells.</p

Aspects cognitifs et émotionnels de l'interférence aux tests de stroop dans les troubles schizophréniques et bipolaires

L interférence résulte du coût attentionnel provoqué par l activation simultanée de deux processus cognitifs. Ce phénomène est mesuré par le test de Stroop Couleur qui met en jeu une situation de conflit entre deux dimensions en compétition d un même stimulus. Les aspects émotionnels de l interférence sont explorés par le test de Stroop Emotionnel qui évalue le coût attentionnel généré par le traitement de stimuli de valence émotionnelle forte en référence à des stimuli neutres. Une augmentation de l interférence aux tests de Stroop pourrait être une des caractéristiques des troubles schizophréniques et bipolaires où s observent un déficit d inhibition et une dérégulation des émotions, anomalies qui sont particulièrement prononcées au cours des phases aiguës. L exploration comparative de l interférence permettrait de mieux différencier ou bien de rapprocher ces pathologies dont la distinction nosographique est discutée. Les objectifs de notre travail étaient : (i) comparer l interférence dans ses aspects cognitifs et émotionnels dans les troubles schizophréniques et bipolaires, (ii) rechercher les corrélats cliniques de l interférence aux tests de Stroop et (iii) identifier si l interférence constitue un facteur de vulnérabilité aux troubles en la mesurant chez des apparentés de premier degré.Méthode : Les performances de patients souffrant de schizophrénie paranoïde (N=30) en phase productive et de manie bipolaire (N=30) ont été comparées à l aide d un test de Stroop Couleur et d un test de Stroop Emotionnel. Les patients souffrant de trouble schizo-affectif étaient exclus. Des apparentés de premier degré non atteints de patients schizophrènes (N=30) et bipolaires (N=30) ont ensuite été comparés à chacun des tests. Des groupes de sujets témoins dépourvus de maladie psychiatrique ont été constitués. Une version carte du test de Stroop Emotionnel en langue française adaptée aux troubles schizophréniques et bipolaires a été spécifiquement élaborée pour inclure des mots paranoïdes (i.e. faisant référence aux idées de persécution), dépressifs, maniaques et neutres, appariés pour la longueur, la familiarité et la fréquence lexicale. Résultats : En phase aiguë, l interférence cognitive et émotionnelle des patients schizophrènes et maniaques était supérieure à celle des témoins dans toutes les conditions. Au Stroop Couleur, l effet d interférence était comparable entre les patients schizophrènes et maniaques et n était pas corrélé à l intensité de la symptomatologie. Au Stroop Emotionnel, l effet d interférence dans les groupes cliniques était d autant plus important que la valence émotionnelle faisait référence à la psychopathologie du trouble : les résultats ont montré un biais envers les mots paranoïdes chez les patients schizophrènes et un biais envers les mots maniaques comme dépressifs chez les maniaques. Si, dans le groupe de patients schizophrènes, l amplitude de l interférence paranoïde était corrélée à l intensité des symptômes positifs, aucune corrélation n a été observée entre les biais émotionnels et la symptomatologie dans le groupe des patients maniaques. Les performances des apparentés de premier degré des patients schizophrènes étaient inférieures à celles des témoins au Stroop Couleur, tandis que les apparentés de premier degré des patients maniaques montraient un biais envers les stimuli dépressifs.Conclusion : L augmentation de l interférence au test de Stroop Couleur pourrait être un marqueur de vulnérabilité commun aux troubles schizophréniques et bipolaires dont l expression varie quantitativement avec l expression phénotypique et la phase de la maladie. Cette anomalie pourrait se manifester de manière plus prononcée dans les troubles schizophréniques que bipolaires. Aucun corrélat clinique spécifique n a été identifié. L exploration des substrats cérébraux de l effet d interférence a permis d identifier dans les deux pathologies un dysfonctionnement du cortex cingulaire antérieur (CCA), structure centrale dans la régulation de l attention. En outre, une implication plus spécifique du cortex préfrontal vEntral a été montrée dans le trouble bipolaire, témoignant des troubles de la régulation motivationnelle et affective présents dans cette pathologie. Au test de Stroop Emotionnel, les patients souffrant de schizophrénie et de trouble bipolaire présentent un biais envers les informations relatives à la psychopathologie spécifique de leur trouble. Dans la schizophrénie, le biais envers les informations relatives aux thèmes paranoïdes pourrait être impliqué dans le maintien ou le développement des symptômes productifs ; ce phénomène serait principalement déterminé par des facteurs d état. Dans le trouble bipolaire, l interférence émotionnelle pourrait traduire l impact de l hyperréactivité émotionnelle sur les processus d inhibition cognitive ; de nombreux arguments suggèrent que l interférence émotionnelle constitue un marqueur de vulnérabilité à cette pathologie.AIX-MARSEILLE2-Bib.electronique (130559901) / SudocSudocFranceF