O objetivo deste trabalho é aplicar o modelo de nuvem mesônica (MCM) aos processos envolvendo colisões hadrônicas e/ ou nucleares. Nós utilizamos o modelo para calcular a distribuição não-singleto de partons no mar dos nucleons, incluindo as contribuições do octeto e decupleto. Demos atenção especial para a diferença entre quarks estranhos e não estranhos do mar, tentando identificar possíveis fontes de quebra de simetria de sabor SU(3). Apresentamos uma análise em termos do parâmetro K e encontramos que a ocorrência da quebra de assimetria de sabor no mar dos nucleons pode ser explicada quantitativamente pela nuvem de mésons. Nós também efetuamos o mesmo tipo de análise para o bárion + e encontramos resultados semelhantes. Com base na idéia de compreender os fenômenos não perturbativos que geram diferentes tipos de assimetria, utilizamos o MCM para estudar a diferença entre a produção de mésons charmosos (D) \"leading\" e \"non-leading\" como função de Xp observadas em colisões 1-A e - A. Um fato interessante dos dados da WA89 e da SELEX é que eles sugerem, apesar das grandes barras de erro e da pouca estatística, que a assimetria decresce em Xp muito grande. Com o modelo de nuvem mesônica nós podemos reproduzir estes dados e observar uma possível queda na assimetria. Tendo em vista os bons resultados do modelo na descrição de processos não perturbativos em colisões à altas energias, realizamos um estudo sobre o fator de forma eletromagnético do píon, baseado na decomposição do píon em estados de nuvem. Comparando nossos resultados com os dados experimentais divulgados pela F Collaboration do Jefferson Laboratory, podemos concluir que a composição dos estados de nuvem do píon não é o efeito dominante na descrição do seu fator de forma eletromagnético, e consequentemente, na sua estrutura interna. / The purpose of this work is to apply the meson cloud model (MCM) in processes involving either hadronic or nuclear collisions. We have calculated the non-singlet parton distribution in the nucleon sea, including the octet and decuplet contributions. We gave special attention to the difference between strange and non-strange sea quarks, trying to identify possible SU(3) flavor symmetry breaking sources. We present an analysis in terms of K parameter and we find that the flavor symmetry breaking in the nucleon sea can be explained quantitatively by the meson cloud. We have also performed the same analysis for the + baryon and we found similar results. We used the MCM to study the difference between \"leading\" and \"non-leading\" charmed mesons (D) observed in -A and -A collisions. An interesting feature in SELEX and WA89 data is that they suggest, in spite of the large error bars and poor statistics, that the asymmetry decreases at large F With the meson cloud model we can reproduce these data and observe this trend in the asymmetry. Motivated by the good results in describing non-perturbative processes in high energy collisions, we have done a study of the pion electromagnetic form factor, based on a pion decomposition in cloud states. Comparing our results with the experimental data reported by Jefferson Lab. F Collaboration, we can conclude that the meson cloud of the pion is not the dominant effect to describe its electromagnetic form factor, and hence, its internal structure.

Nesta tese, discutimos em detalhes a técnica das Regras de Soma da QCD (RSQCD) e suas aplicações em sistemas hadrônicos situados na região de massa do charmônio. Em particular, calculamos a massa, as constantes de decaimento e acoplamento, bem como a largura de decaimento dos estados $Y(4260)$,$Y(3940)$ e $Z_c^+(3900)$. Além disso, consideramos a existência do parceiro estranho deste último, o $Z^+_{cs}(3970)$, e calculamos sua largura de decaimento de modo a prever seu valor em futuros experimentos. Usamos modelos ditos exóticos para descrever tais estados. Para o $Y(4260)$ e o $Y(3940)$ usamos correntes de mistura charmônio - tetraquarks. Para os estados carregados usamos uma corrente de tetraquarks. Como resultado das aplicações das RSQCD nesses sistemas, obtivemos valores de massa e largura compatíveis com os valores experimentais medidos pelas colaborações BESIII, Belle, Babar e CLEO-c. Dessa forma, podemos afirmar que os modelos utilizados fornecem uma boa interpretação para esses estados. Investigamos também, aplicando técnicas de teorias efetivas, os estados carregados $Z^+_c(4025)$ e novamente o $Z_c^+(3900)$, além dos estados no setor do bottom $Z^+_b(10610)$ e $Z_b^+(10650)$. Usamos as Lagrangianas da Simetria Oculta de Calibre Local (HGS) e também as regras da Simetria de Spin do Quark Pesado (HQSS) para determinarmos as interações $D\\bar{D}^*$, $D^*\\bar{D}^*$, $B\\bar{B}^*$ e $B^*\\bar{B}^*$ via troca de mésons vetoriais pesados e devido à troca de dois píons correlacionados e não correlacionados entre si. Determinamos o potencial para cada interação e, com isso, procuramos por pólos na solução da matriz $T$ na equação de Bethe-Salpeter, cujo kernel é dado pelo potencial. Como resultado desses estudos, obtivemos para as interações no setor do charme, estados ligados cuja massa e largura estão em razoável acordo com os estados carregados $Z^+_c(4025)$ e $Z_c^+(3900)$. Para as interações no setor do bottom, obtemos um estado fracamente ligado próximo do limiar de massa $B\\bar{B}^*$ cuja largura e massa são compatíveis com a estrutura $Z_b^+(10610)$ observada pela Colaboração Belle. Obtivemos um cusp no limiar de massa $B^*\\bar{B}^*$ próximo do valor da estrutura $Z_b^ (10650)$ / In this thesis, we discuss in details the QCD Sum Rules (QCDSR) technique and its application to the study of hadronic systems situated in the charmonium mass region. In particular, we applied QCDSR to calculate hadronic properties such as the mass, the coupling contants as well as the total decay width of the $Y(4260)$, $Y(3940)$ and $Z_c^+(3900)$ charmoniumlike states. We have also predicted the decay width of the strange partner of the $Z_c^+(3900)$, called $Z_{cs}^+(3970)$, to be searched in future experiments. In order to describe these states, we used exotic models. For $Y(4260)$ and $Y(3940)$ states we used mixed charmonium-tetraquarks interpolating currents. For the charged states we used tetraquark currents. As a result of the application of QCDSR to these systems, we obtained masses and decay widths in good agreement with the experimental values measured by BESIII, Babar, and CLEO-c collaborations. Therefore, the currents we used within QCDSR approach provide a good interpretation for these states. Furthermore, applying effective field theories techniques, we also investigated the charged states $Z_c^+(4025)$ and $Z_c^+(3900)$, in addition to $Z^+_b(10610)$ and $Z_b^+(10650)$ in the bottom sector. Specifically, we used hidden local symmetry Lagrangians (HGS) together with heavy quark spin symmetry rules (HQSS) in order to study the interactions $D\\bar{D}^*$, $D^*\\bar{D}^*$, $B\\bar{B}^*$ and $B^*\\bar{B}^*$ by means of the heavy vector exchange and also from the exchange of two pions, interacting and noninteracting among themselves. We obtained the potencial for each interaction, then we used them as a kernel of the Bethe-Salpeter equation in order to look for poles in the $T$-matrix. Our aim was to relate these poles with the charmoniumlike states of interest. As a result, in the charm sector, we obtained bound states whoses masses and widths are in a good agreement with the charged states we have studied. With respect to the bottom sector, we have found a loosely bound state very close to the $B\\bar{B}^*$ threshold with mass and width compatible with the structure $Z_b(10610)$ observed by Belle colaboration. We have obtained a cusp in the $B^*\\bar{B}^*$ threshold very close to the mass of the $Z_b^+(10650)$ state.

O presente trabalho propõe o estudo da cromodinâmica quântica (QCD) através de simulações numéricas da teoria na rede. Inicialmente será apresentada a formulação de integral de trajetória da mecânica quântica para em seguida generalizar os resultados para a teoria quântica de campos. A teoria na rede exigirá a discretização do espaço-tempo e mostraremos como colocar os graus de liberdade bosônicos e fermiônicos na rede. Usaremos a formulação de Wilson para a ação de glúons e férmions na rede. Simulações numéricas em QCD na rede envolvendo férmions são consideravelmente complicadas e têm um custo computacional altamente limitante. Mais precisamente, não é possível simular a estrutura do vácuo fermiônico sem algum tipo de aproximação. Neste trabalho usaremos a aproximação quenched da QCD, que consiste em negligenciar os efeitos de loops de quarks do vácuo. Também empregaremos apenas dois sabores de quarks degenerados, correspondendo às duas espécies de quarks leves presentes na teoria. Ao longo deste trabalho serão exploradas as dificuldades encontradas em colocar quarks na rede e também será determinado o espectro de hádrons como uma aplicação de interesse. Contudo, também estudaremos um problema simples envolvendo a teoria de gauge pura na rede, isto é, calcularemos o valor esperado para o operador plaqueta. Este estudo servirá como um pré aquecimento antes de lidar com o problema mais desafiador do espectro de hádrons e também permitirá aprender algumas técnicas de simulação que serão utilizadas na determinação do espectro de hádrons, a saber, o método de Monte Carlo e os algoritmos banho térmico e sobre-relaxação, que servem para construir configurações de gauge (glúons). A interpretação dos resultados obtidos deverá ser realizada a partir da análise estatística dos dados. Estimaremos o tempo de termalização do operador plaqueta a partir da visualização da equilibração do resultado e usaremos o método bloco de dados para estimar o tempo de correlação das configurações de gauge. Essas estimativas serão importantes para decidirmos os parâmetros de simulação adequados para o espectro de hádrons, pois neste caso não teremos acesso à quantidade suficiente de dados para determinar o valor desses parâmetros. Para a determinação de erros estatísticos será usado o método de jackknife. O cálculo do espectro de hádrons envolve a inversão de uma matriz esparsa não positiva definida, mais precisamente, o operador de Dirac. Esta será a parte que mais consumirá tempo nas simulações e usaremos o algoritmo gradiente biconjugado estabilizado (Bi-CGStab) para a inversão. A determinação da massa de hádrons somente será possível após a fixação da massa experimental de algum hádron (usaremos o píon), e após a extrapolação quiral dos resultados, que será realizada a partir do método dos mínimos quadrados não linear. Ao final deste trabalho obteremos uma estimava para a massa do próton e do méson rho. / This work proposes the study of quantum cromodynamics (QCD) through numerical simulations of the lattice theory. Initially we will present the path integral formulation of quantum mechanics and then generalize these results to quantum field theory. The lattice theory requires the discretization of space-time and we will show how to put the fermionic and gluonic degrees of freedom on the lattice. We will use Wilson’s formulation for the action of fermions and gluons. Numerical simulations in lattice QCD with fermions are considerably complicated and their cost is highly limiting. More precisely, it is not possible to simulate the fermionic structure of the vacuum without any kind of approximation. We will use the quenched approximation in this work, which consists of neglecting the effects of vacuum quark loops. We also will employ only two flavors of degenerate quarks corresponding to the two species of light quarks present in the theory. Throughout the work we will discuss the difficulties related to putting quarks on the lattice and we will evaluate the hadron spectrum as an application of interest. However, we also must study a simple problem involving the lattice pure-gauge theory, i.e., we will compute the mean value of the plaquette operator. This will be a warm-up study before dealing with the more challenging problem of the hadron spectrum and will allow us to learn some simulation techniques that will be used in the hadron spectrum determination, namely the Monte Carlo method and the heat bath and overrelaxation algorithms, which are useful to build gauge configurations (i.e. gluon configurations). The interpretation of the results obtained should be performed using statistical analysis of the data. We will estimate the thermalization time of the plaquette operator from the visualization of the equilibration result and will estimate the correlation time of gauge configurations using the data blocking method. These estimates are important to decide the suitable simulation parameters for the hadron spectrum, because in that case we will not have access to a quantity of data large enough to determine the value of these parameters. For the statistical error determination we will use the jackknife method. The calculation of the hadron spectrum involves the inversion of a non positive definite sparse matrix, more precisely, the Dirac operator. This will be the most time-consuming step of the simulation and we will use the Bi-Conjugate Gradient Stabilized (Bi-CGRStab) algorithm to do the inversion. The determination of hadron masses will only be possible after fixing an experimental mass of some hadron (we will use the pion), and after the quiral extrapolation of the results, which will be performed using the non-linear least square method. At the end of this work we will obtain an estimate of the mass of the proton and of the rho meson.

O objetivo deste trabalho é aplicar o modelo de nuvem mesônica (MCM) aos processos envolvendo colisões hadrônicas e/ ou nucleares. Nós utilizamos o modelo para calcular a distribuição não-singleto de partons no mar dos nucleons, incluindo as contribuições do octeto e decupleto. Demos atenção especial para a diferença entre quarks estranhos e não estranhos do mar, tentando identificar possíveis fontes de quebra de simetria de sabor SU(3). Apresentamos uma análise em termos do parâmetro K e encontramos que a ocorrência da quebra de assimetria de sabor no mar dos nucleons pode ser explicada quantitativamente pela nuvem de mésons. Nós também efetuamos o mesmo tipo de análise para o bárion + e encontramos resultados semelhantes. Com base na idéia de compreender os fenômenos não perturbativos que geram diferentes tipos de assimetria, utilizamos o MCM para estudar a diferença entre a produção de mésons charmosos (D) \"leading\" e \"non-leading\" como função de Xp observadas em colisões 1-A e - A. Um fato interessante dos dados da WA89 e da SELEX é que eles sugerem, apesar das grandes barras de erro e da pouca estatística, que a assimetria decresce em Xp muito grande. Com o modelo de nuvem mesônica nós podemos reproduzir estes dados e observar uma possível queda na assimetria. Tendo em vista os bons resultados do modelo na descrição de processos não perturbativos em colisões à altas energias, realizamos um estudo sobre o fator de forma eletromagnético do píon, baseado na decomposição do píon em estados de nuvem. Comparando nossos resultados com os dados experimentais divulgados pela F Collaboration do Jefferson Laboratory, podemos concluir que a composição dos estados de nuvem do píon não é o efeito dominante na descrição do seu fator de forma eletromagnético, e consequentemente, na sua estrutura interna. / The purpose of this work is to apply the meson cloud model (MCM) in processes involving either hadronic or nuclear collisions. We have calculated the non-singlet parton distribution in the nucleon sea, including the octet and decuplet contributions. We gave special attention to the difference between strange and non-strange sea quarks, trying to identify possible SU(3) flavor symmetry breaking sources. We present an analysis in terms of K parameter and we find that the flavor symmetry breaking in the nucleon sea can be explained quantitatively by the meson cloud. We have also performed the same analysis for the + baryon and we found similar results. We used the MCM to study the difference between \"leading\" and \"non-leading\" charmed mesons (D) observed in -A and -A collisions. An interesting feature in SELEX and WA89 data is that they suggest, in spite of the large error bars and poor statistics, that the asymmetry decreases at large F With the meson cloud model we can reproduce these data and observe this trend in the asymmetry. Motivated by the good results in describing non-perturbative processes in high energy collisions, we have done a study of the pion electromagnetic form factor, based on a pion decomposition in cloud states. Comparing our results with the experimental data reported by Jefferson Lab. F Collaboration, we can conclude that the meson cloud of the pion is not the dominant effect to describe its electromagnetic form factor, and hence, its internal structure.

Orientador: Marcio Jose Menon / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-12T16:24:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Avila_ReginaFonseca_D.pdf: 3530629 bytes, checksum: 01dc8228fc148fa58b57ef51867e8ee9 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Apresentamos um estudo amplo e abrangente do espalhamento elástico de há drons em altas energias através de três abordagens distintas: analítica, empírica e fenomenológica. A primeira 'e caracterizada pelos princípios de analiticidade e cruzamento, limites polinomiais para a amplitude de espalhamento e relações de dispersão. Em especial, para classes de funções de interesse físico, introduzimos novas relações de dispersão derivativas, que são equivalentes às relações de dispersão integrais. Na segunda abordagem, decorrente do princípio de Unitaridade, tratamos a Representação Eiconal. Nesse contexto, a partir de uma parametrização empírica para a amplitude de espalhamento e um método analítico-numérico, determinamos a eiconal no espaço de momento transferido, de forma independente de modelo. Em especial, obtemos evidência estatística de que a parte imaginária da eiconal apresenta um zero (troca de sinal); as implicações desse zero no contexto fenomenológico são discutidas em certo detalhe. Na abordagem fenomenológica, através de um modelo baseado no formalismo de Regge, estudamos as contribuições do Odderon (amplitude ímpar) e Pomeron (amplitude par) no regime de altas energias. Em especial, descrevemos novos procedimentos que podem levar à detecção do Odderon nos experimentos a serem realizados com aceleradores de partículas, o "Relativistic Heavy Íon Collider"(RHIC) e "Large Hadron Collider"(LHC). / Abstract: We investigate high-energy elastic hadron scattering by means of three different approaches: analytical, empirical, and phenomenological. The first one is characterized by the fundamental principles of analyticity and crossing symmetry, polynomial limits for the scattering amplitude and dispersion relations. In special, for classes of functions of physical interest, we introduce novel derivative dispersion relations wich are equivalent to integral dispersion relations. In the second approach, based on unitarity principle, we treat the eikonal representation. In this context, by means of an empirical parametrization for the scattering amplitude and an analytical-numerical method, we extract the eikonal in the momentum transfer space, in a model independent way. In special, we obtain statistical evidence that the imaginary part of eikonal presents a zero (change of sign) in the momentum transfer space; the implication of this zero in the phenomenological context is discussed in certain detail. In the third approach, through a model based on the Regge formalism, we investigate the contributions of the Odderon (odd amplitude) and the Pomeron (even amplitude) in the high energy region. In special, we describe new procedures that can lead to the detection of the Odderon in the experiments to be performed in particle accelerators, Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) and Large Hadron Collider (LHC). / Doutorado / Fisica-Matematica / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Márcio José Menon / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T11:17:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fagundes_DanielAlmeida_M.pdf: 4182023 bytes, checksum: ab06bb58827a859896805f7809e62f4d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O tratamento teórico do espalhamento elástico de hádrons em altas energias constitui um problema em aberto, tanto para a teoria quântica de campos das interações fortes, a Cromodinâmica Quântica (QCD), quanto para as diferentes abordagens fenomenológicas. Neste trabalho apresentamos um estudo sobre o problema inverso do espalhamento elástico de hádrons nas representações de parâmetro de impacto e eiconal, especificamente, sobre a extração empírica das funções de perfil, recobrimento inelástica e eiconal a partir dos dados experimentais e com base somente em princípios e teoremas gerais em altas energias (independentes de modelo). Por condição de aplicabilidade e interesse atual o estudo é restrito ao espalhamento elástico próton-próton na região de energias de centro de momentos 19.4 a 62.5 GeV. Em particular, é introduzida uma nova representação para a Fórmula da Parte Real de Martin, independente de invariância de escala e adequada a parametrizações empíricas de dados experimentais. Através dessa representação e de duas outras parametrizações empíricas desenvolvidas previamente (vinculada e não-vinculada), determinam-se várias características da função de recobrimento inelástica e da parte imaginária da função eiconal (opacidade) no espa¸ co de momento transferido, destacando-se: (1) evidência de um efeito periférico ("cauda") na função de recobrimento inelástica na região de parâmetro de impacto acima de 2 fm; (2) desenvolvimento de parametrizações analíticas para essa função indicando componentes gaussinas com centros em 0.0, ~0 7 e ~1 3 fm; (3) evidência de um zero finito (troca de sinal) na função opacidade no espaço de momento transferido; (4) desenvolvimento de parametrizações empíricas para essa função indicando fatores de forma tipo produto de dois monopólos com parâmetros vinculados (e não dipolo) e um termo com zero; (5) estudo detalhado da determinação da função opacidade no espaço de momento transferido através da abordagem semi-analítica (métodos semi-analítico, de termo explícito e de termo explícito condicionado). Discutem-se também implementações que possam ser introduzidas em modelos eiconais, em especial inspirados em QCD, a partir dos resultados empíricos obtidos nesse trabalho / Abstract: The theoretical description of high-energy elastic hadron scattering constitutes an open problem in both, the underlying quantum field theory of strong interactions (QCD) and the phenomenological context. In this work the inverse problem in elastic hadron scattering is discussed in the impact parameter and eikonal frameworks, specifically a study on the empirical extraction of the profile, the inelastic overlap and the eikonal functions, from the experimental data and some principles and high-energy theorems (model independent). The analysis is limited to elastic proton-proton scattering in the center of momentum energy interval 19.4 - 62.5 GeV. In particular, a novel representation for the Martin¿s Real Part Formula is introduced but without the scaling property and suitable for empirical analysis. By means of this representation, and two other parametrizations previously introduced (constrained and unconstrained), several properties of the inelastic overlap function and the imaginary part of the eikonal (opacity) in the momentum transfer space are determined, in special: (1) evidence of a peripheral effect (tail) in the inelastic overlap function in the parameter impact space above 2 fm; (2) development of analytical parametrizations for this function leading to three gaussian components with centers at 0.0, ~0 7 and ~1 3 fm; (3) evidence of a finite zero (change of sign) in the opacity function in the momentum transfer space; (4) development of empirical parametrization for this function consistent with form factors as a product of two monopoles with constrained masses (not a dipole type) and a term with zero; (5) detailed discussion on the determination of the opacity function in the momentum transfer space through the semi-analytical approach. The applicability of these empirical results in the development of eikonal models (mainly those inspired in QCD) is also discussed / Mestrado / Reações Específicas e Fenomenologia de Partículas / Mestre em Física

Nesta tese, discutimos em detalhes a técnica das Regras de Soma da QCD (RSQCD) e suas aplicações em sistemas hadrônicos situados na região de massa do charmônio. Em particular, calculamos a massa, as constantes de decaimento e acoplamento, bem como a largura de decaimento dos estados $Y(4260)$,$Y(3940)$ e $Z_c^+(3900)$. Além disso, consideramos a existência do parceiro estranho deste último, o $Z^+_{cs}(3970)$, e calculamos sua largura de decaimento de modo a prever seu valor em futuros experimentos. Usamos modelos ditos exóticos para descrever tais estados. Para o $Y(4260)$ e o $Y(3940)$ usamos correntes de mistura charmônio - tetraquarks. Para os estados carregados usamos uma corrente de tetraquarks. Como resultado das aplicações das RSQCD nesses sistemas, obtivemos valores de massa e largura compatíveis com os valores experimentais medidos pelas colaborações BESIII, Belle, Babar e CLEO-c. Dessa forma, podemos afirmar que os modelos utilizados fornecem uma boa interpretação para esses estados. Investigamos também, aplicando técnicas de teorias efetivas, os estados carregados $Z^+_c(4025)$ e novamente o $Z_c^+(3900)$, além dos estados no setor do bottom $Z^+_b(10610)$ e $Z_b^+(10650)$. Usamos as Lagrangianas da Simetria Oculta de Calibre Local (HGS) e também as regras da Simetria de Spin do Quark Pesado (HQSS) para determinarmos as interações $D\\bar{D}^*$, $D^*\\bar{D}^*$, $B\\bar{B}^*$ e $B^*\\bar{B}^*$ via troca de mésons vetoriais pesados e devido à troca de dois píons correlacionados e não correlacionados entre si. Determinamos o potencial para cada interação e, com isso, procuramos por pólos na solução da matriz $T$ na equação de Bethe-Salpeter, cujo kernel é dado pelo potencial. Como resultado desses estudos, obtivemos para as interações no setor do charme, estados ligados cuja massa e largura estão em razoável acordo com os estados carregados $Z^+_c(4025)$ e $Z_c^+(3900)$. Para as interações no setor do bottom, obtemos um estado fracamente ligado próximo do limiar de massa $B\\bar{B}^*$ cuja largura e massa são compatíveis com a estrutura $Z_b^+(10610)$ observada pela Colaboração Belle. Obtivemos um cusp no limiar de massa $B^*\\bar{B}^*$ próximo do valor da estrutura $Z_b^ (10650)$ / In this thesis, we discuss in details the QCD Sum Rules (QCDSR) technique and its application to the study of hadronic systems situated in the charmonium mass region. In particular, we applied QCDSR to calculate hadronic properties such as the mass, the coupling contants as well as the total decay width of the $Y(4260)$, $Y(3940)$ and $Z_c^+(3900)$ charmoniumlike states. We have also predicted the decay width of the strange partner of the $Z_c^+(3900)$, called $Z_{cs}^+(3970)$, to be searched in future experiments. In order to describe these states, we used exotic models. For $Y(4260)$ and $Y(3940)$ states we used mixed charmonium-tetraquarks interpolating currents. For the charged states we used tetraquark currents. As a result of the application of QCDSR to these systems, we obtained masses and decay widths in good agreement with the experimental values measured by BESIII, Babar, and CLEO-c collaborations. Therefore, the currents we used within QCDSR approach provide a good interpretation for these states. Furthermore, applying effective field theories techniques, we also investigated the charged states $Z_c^+(4025)$ and $Z_c^+(3900)$, in addition to $Z^+_b(10610)$ and $Z_b^+(10650)$ in the bottom sector. Specifically, we used hidden local symmetry Lagrangians (HGS) together with heavy quark spin symmetry rules (HQSS) in order to study the interactions $D\\bar{D}^*$, $D^*\\bar{D}^*$, $B\\bar{B}^*$ and $B^*\\bar{B}^*$ by means of the heavy vector exchange and also from the exchange of two pions, interacting and noninteracting among themselves. We obtained the potencial for each interaction, then we used them as a kernel of the Bethe-Salpeter equation in order to look for poles in the $T$-matrix. Our aim was to relate these poles with the charmoniumlike states of interest. As a result, in the charm sector, we obtained bound states whoses masses and widths are in a good agreement with the charged states we have studied. With respect to the bottom sector, we have found a loosely bound state very close to the $B\\bar{B}^*$ threshold with mass and width compatible with the structure $Z_b(10610)$ observed by Belle colaboration. We have obtained a cusp in the $B^*\\bar{B}^*$ threshold very close to the mass of the $Z_b^+(10650)$ state.

Orientador: José Augusto Chinellato / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-29T05:01:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MedinaJaime_Miguel_D.pdf: 6686309 bytes, checksum: 48654e10cf1138cdc89eb810557a427d (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A produção exclusiva de bósons Z é um processo difrativo, teoricamente representado pela troca de um objeto com os números quânticos do vácuo (pomeron- IP), o qual pode ser tratado no modelo padrão no enfoque do mecanismo de dipolo, via fotoprodução. A caraterística principal deste tipo de processo é que os dois prótons emergem intactos após a colisão com momentum transverso pequeno. Assim, os prótons são espalhados muito frontais e escapam à detecção., restandonos como criterio de e. Espera-se , onde um próton irradia um fóton virtual, o qual flutua para um par quark anti-quark os quais são espalhados elasticamente pela troca de dois glúons emergentes do outro próton, e se materializa num bóson Z. Além disso, os dois prótons emergem intactos após a colisão com momentum transverso pequeno, assim prótons são espalhados muito frontais e escapam à detecção. Portanto, o critério usado para a identificação de eventos exclusivos de bósons Z decaindo em par múons é o número de traços adicionais no vértice, mas ainda resta a possibilidade de haver uma dissociação de pelo menos um dos prótons. Neste caso, a medida da seção de choque respectiva será contaminada. São expostos três diferentes métodos para a pré-seleção des eventos contendo eventos exclusivos. A estratégia de análise proposta para selecionar eventos exclusivos é baseada no decaimento de bósons Z em pares ???? caraterizados por grande momento transverso, para o qual exploramos múons em uma região cinemática de momento transverso Pt(?)>20 GeV, massa invariante M(????)>40 GeV/c² e pseudo-rapidez |?|<2,5. Adicionalmente a estes cortes, exigimos "zero traços" extras no vértice e, por último que o par de múons sejam back-to-back com balanço no Pt. Nesta Tese se apresenta um estudo da produção exclusiva de bósons Z em colisões próton-próton para energias de centro de massa igual a ?s=7 TeV no experimento CMS/LHC. Esta análise foi feita usando simulações para processos de Drell-Yan, fotoprodução de múons e dados coletados pelo detector CMS de colisões próton-próton com ?s=7 TeV durante o ano de 2011, correspondendo a uma luminosidade integrada de 5,09 fb?¹. Nenhum excesso significante de sinal foi extraído nas produções exclusivas de fazemos uma estimativa de eventos esperados nas produções exclusiva e bósons. Nenhum candidato a bóson Z exclusivo foi possível de observar, isto devido ao fato da baixa estatística e o enorme background proveniente de processos de Drell-Yan., que mesmo sendo processos não exclusivos contaminarem nossa amostra de dados devido ao fato de que os prótons escapam de nossa detecção e o único critério de exclusividade é o de o número de traços extras no vertice do evento seja igual a zero, mas devido a que os prótons podem dissociar sim ser detetados e nós foi impossível dete devido a que assim prótons são espalhados muito frontais e escapam à detecção. Entretanto, a seção de choque para processos de produção exclusiva de bósons Z é encontrada a ser ?excl(Z?????)<13,3 fb para um nível de confiança de 95%. Este é o primeiro resultado preliminar para este tipo de processo na escala de energia de 7 TeV, onde cabe destacar que este limite foi melhorado com respeito a resultados publicados pela colaboração CDF para ?s = 1,9 TeV / Abstract: he exclusive Z boson production is a diffractive process theoretically represented by the exchange of an object with the quantum numbers of vacuum (pomeron-IP), which is predicted by the Standard Model in the dipole mechanism approach, via photoproduction. The main feature of this type of process is two forward outgoing protons intact after the collision with small transverse momentum, the protons are scattering very front and escape detection. Then, the approach taken to detect exclusive Z bosons events decaying in to muon pair is the number of additional tracks on the vertex, but there is still the possibility of dissociation of at least one proton, then the measurement of cross section will be contaminated. It's exposed three different methods for the pre-selection events containing exclusive Z bosons. The strategy proposed to exclusive selection events, is based on the decay of Z bosons on pairs ???? featured by large transverse momentum, for which we explored muons in a kinematic region with transverse momentum Pt(?)>20 GeV, Invariant mass M(????)>40 GeV/c² and pseudorapidity |?|<2,5. The additional cuts, require zero extra tracks on vertex and finally the pair of muons are back-to-back with momentum transverse conservation . This thesis presents a search for exclusive Z boson production in proton proton collisions at ?s=7 TeV center of mass energy in the experiment CMS/LHC. This analysis was made using simulations to Drell-Yan processes, photoproduction of muon and data collected by the CMS detector on proton proton collisions with ?s=7 TeV in 2011, for 5.09 fb?¹ integrated luminosity record. No exclusive Z????? candidates are observed, because low statistical and huge background contribution from Drell-Yan processes. But even so, the cross section for the exclusive Z bosons production is found to be ?excl(Z?????)<13.3 fb at 95% C.L. This is the first very preliminary results for 7 TeV, where we highlight that it limit has been improved respect to the results published by the CDF collaboration to ?s = 1.9 TeV / Doutorado / Física / Doutor em Ciências / 147301/2011-04 / CNPQ

Nesta tese de doutorado é utilizado o método das Regras de Soma da QCD para estudar a natureza dos novos estados ressonantes do charmonium: Y(3930), Y(4140), X(4350), Y(4260), Y(4360) e Y(4660). Há fortes evidências de que estes estados possuam estruturas hadrônicas não convencionais (ou exóticas) uma vez que as suas respectivas massas e canais de decaimento observados experimentalmente são inconsistentes com o que é esperado para o estado ressonante convencional do charmonium, J/psi. O mesmo fenômeno ocorre no setor do bottomonium, onde os novos estados Yb(10890) e Yb(11020) observados recentemente poderiam indicar a existência de novos estados exóticos do bottomonium. Neste sentido, verifica-se que o estado Y(4140) poderia ser descrito ou por uma estrutura molecular Ds*Ds* (0++) ou mesmo uma mistura entre estados moleculares Ds*Ds* (0++) e D*D* (0++). Já os estados Y(3930) e o X(4350) não podem ser descritos por correntes moleculares D*D* (0++) e Ds*Ds* (1-+), respectivamente. Verifica-se também que a estrutura molecular Psi(2S) f_0(980) (1--) descreve muito bem a massa do estado Y(4660). Uma extensão ao setor do bottomonium indica que o estado molecular Y(2S) f_0(980) é um bom candidato para descrever a estrutura do estado Yb(10890). É feita também uma estimativa para os possíveis estados moleculares formados por mésons D(*) e B(*), que poderão ser observados em futuros experimentos realizados pelo LHC. Um amplo estudo, utilizando o formalismo das Regras de Soma e também da Dupla Razão das Regras de Soma, é feito para calcular as massas dos bárions pesados na QCD. As estimativas para as massas dos bárions com um (Qqq) e com dois (QQq) quarks pesados são um excelente teste para a capacidade do método das regras de soma em prever a massa dos bárions que ainda não foram observados. / In this thesis, the QCD sum rules approach was used to study the nature of the new charmonium resonances: Y(3930), Y(4140), X(4350), Y(4260), Y(4360) and Y(4660). There is a strong evidence that these states have non-conventional (or exotic) hadronic structures since their respective masses and decay channels observed experimentally are inconsistent with what expected for a conventional charmonium state, J/psi. The same phenomenon occurs on the bottomonium sector, where new states like Yb(10890) and Yb(11020) observed recently could indicate the existence of new bottomonium exotic states. In this way, one verifies that the state Y(4140) could be described as a Ds*Ds* (0++) molecular state or even as a mixture of Ds*Ds* (0++) and D*D* (0++) molecular states. For the Y(3930) and X(4350) states, both cannot be described as a D*D* (0++) and Ds*Ds* (1-+), respectively. From a sum rule point of view, the Y(4660) state could be described as a Psi(2s) f_0(980) (1--) molecular state. The extension to the bottomonium sector is done in a straightforward way to demonstrate that the Y(2S) f_0(980) molecular state is a good candidate for describing the structure of the Yb(10890) state. In the following, one estimates the mass of the exotic Bc-like molecular states using QCD Sum Rules - these exotic states would correspond to bound states of D(*) and B(*) mesons. All of these mass predictions could (or not) be checked in a near future experiments at LHC. A large study using the Double Ratio of Sum Rules approach has been evaluated for the study of the heavy baryon masses in QCD. The obtained results for the unobserved heavy baryons, with one (Qqq) and two (QQq) heavy quarks will be an excellent test for the capability of the sum rule approach in predicting their masses.

Submitted by Wagner Maciel Castilho (castilho.w@gmail.com) on 2017-12-05T10:53:57Z No. of bitstreams: 1 TeseWagner.pdf: 4189219 bytes, checksum: dbc77f46b31b8872c5aafe68d8a5b7d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2017-12-05T12:38:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 catilho_wm_dr_guara.pdf: 4189219 bytes, checksum: dbc77f46b31b8872c5aafe68d8a5b7d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-05T12:38:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 catilho_wm_dr_guara.pdf: 4189219 bytes, checksum: dbc77f46b31b8872c5aafe68d8a5b7d0 (MD5) Previous issue date: 2017-11-10 / Os fenômenos físicos envolvidos em colisões relativísticas de íons pesados foram estudados utilizando o código hidrodinâmico NeXSPheRIO, com condições iniciais flutuantes evento a evento, caracterizado por tubos de fluxo longitudinais de altas energias. Foram realizadas análises para o espectro de hádrons em função dos momentos transversais pelos cálculos das distribuições de partículas em sete janelas de centralidade de colisão, de acordo com dados publicados pela Colaboração STAR. A coletividade da matéria nuclear formada durante as colisões foi investigada em termos de correlações azimutais entre hádrons. Verificou-se que as estruturas da correlação dependem do momento transversal e da centralidade. Tais estruturas são atribuídas à interação entre um fundo dependente da centralidade e as flutuações de evento a evento na multiplicidade. Como resultado, as correlações observadas são apresentadas por um duplo pico na região do away-side que mudam continuamente para um pico único sob certas circunstâncias. Em termos do modelo do tubo periférico, o fundo é dominado pelo fluxo elíptico que aumenta com a descentralização. Pelos cálculos numéricos, a anisotropia do sistema é estudada quanto aos coeficientes de fluxo harmônico até a quarta ordem, de acordo com os dados da colaboração PHENIX. A anisotropia do fundo contribui para as correlações entre hádrons e pôde ser avaliada pelo método ZYAM. Após sua subtração na produção do sinal de correlação próprio, a estrutura de correlação resultante é uma função da centralidade, plano de evento e do momento transverso de acordo com os dados das colaborações PHENIX e STAR. Mostrou-se que a estrutura do duplo pico no away-side muda continuamente para um pico único com a redução na centralidade. Além disso, em relação à dependência do plano de eventos, a estrutura de duplo pico no away-side evolui para um pico único à medida que o ângulo azimutal das partículas gatilho se move do plano para o da direção fora do plano de eventos. Também foi mostrado que a estrutura resultante do away-side pode ser sensível ao esquema detalhado pelo método ZYAM, particularmente, a subtração do terceiro coeficiente harmônico. Por último, mas não menos importante, a magnitude da correlação diminuiu com o aumento do momento transversal das partículas associadas. Nossas análises apresentaram um acordo razoável com os dados experimentais publicados pela colaboração PHENIX e STAR do RHIC / The physical phenomena involved in relativistic heavy-ion collisions were studied using a hydrodynamic code, NeXSPheRIO, with event-by-event fluctuating initial conditions featured by high-energy longitudinal flux tubes. Analyses were carried out for hadron spectrum as a function of the transverse momentum by the calculations of particle distributions in seven collision centrality windows, according to the data published by the STAR Collaboration. Also, the collectivity of the nuclear matter formed during the collisions was investigated in terms of dihadron azimuthal correlations. The correlation structures were found to be dependent on the transverse momentum and centrality. They are attributed to the interplay between the centrality dependent background and the eventby-event multiplicity fluctuations. As a result, the observed correlations are featured by a double-peak in the away-side region that continuously change to a single peak under certain circumstances. In terms of the peripheral tube model, the background is dominated by the elliptic flow which increases with decreasing centrality. By numerical calculations, the anisotropy of the system is studied regarding the harmonic flow coefficients up to fourth order, in accordance with the existing RHIC data. The background anisotropy contributes to the dihadron correlations, and can be evaluated by the ZYAM method. After it is subtracted from the proper correlation yields, the resultant correlation structure is a function of centrality, event plane and transverse moment, in accordance with the data from the PHENIX and STAR Collaborations. It was shown that the double-peak structure in the away-side continually changes to a single peak as centrality decreases. In addition, concerning the event plane dependence, the double-peak structure in the away-side evolves into a single peak as the azimuthal angle of the trigger particles moves from the in-plane to the out-of-plane direction. It was also shown that the resultant away-side structure can be sensitive to the detailed schemes of the ZYAM method, particularly, to the subtraction of the third harmonic coefficient. Last but not least, the magnitude of the correlation was found to decrease with increasing transverse moment of the associated particles. Our analyses manifestly presented a reasonable agreement with the experimental data published by the PHENIX and STAR Collaborations