Orientador: Doutor José Kenichi Mizukoshi / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2012

We adopt the quasi-potential method as a systematic tool to study relativistic composite systems projected at light-front global time hyperplanes. We address specifically the light-front projection of the Bethe-Salpeter equation for two-bosons, two-fermions and three-bosons systems. The quasi-potential formalism: i) provides a suitable framework for performing light front time projections, dealing with subtle specificities such as the instantaneous terms in fermion systems, and ii) allows one to subtract out the n-body light-front reducible diagrams. The light-front Ward-Takahashi identities for the electromagnetic current operator acting on the valence component of two-fermion and two-boson wave functions are discussed. We study current conservation considering as well the truncation of the quasi-potential expansion in powers of the 4-dimensional two-body irreducible interaction. A conserved electromagnetic current operator truncated in the quasi-potential expansion at a given order and consistent with the effective interaction is derived. A reverse light-front time operator that formally reconstructs the 4-dimensional Bethe-Salpeter amplitude from the valence wave function is derived. This operator can be calculated perturbatively in the quasi-potential expansion. We also show some practical applications of the formalism, exhibiting explicit examples and suggesting feasible and useful future applications.

Resumo com excesso de fórmulas, equações, diagramas e/ou símbolos não são incluídos em nosso banco de dados. Veja documento eletrônico.

Este trabalho compreende dois aspectos na abordagem do problema do decaimento D+ ? K ? ? + ? + , um experimental e outro teórico. No que tange a análise experimental, trabalhamos com dados simulados em Monte Carlo provenientes do detetor LHCb, para o decaimento mencionado. O desenvolvimento de um algoritmo numérico alternativo para o ajuste do gráfico de Dalitz foi feito, sendo este baseado em procedimentos executados por outras colaborações. O objetivo deste foi o de veri#car se este mesmo procedimento é viável nesta etapa de análise dos dados do LHCb. Este ajuste utilizou simulações de Monte Carlo para as ressonâncias presentes no decaimento, mas desconsiderou efeitos de fundo, e#ciência e cobertura angular do detector. Com relação aos aspectos teóricos, foi elaborado um modelo de re-espalhamento de três-corpos usando coordenadas na frente de luz para o estado final do D+ ? K ? ? + ? + . Neste modelo a amplitude off-shell é uma solução da equação de Bethe-Salpeter quadridimensional, decomposta na forma de Faddeev e projetada nas coordenadas de frente de luz através da expansão do quasi-potencial. O kernel da equação integral contem a amplitude de espalhamento K? na onda S nos estados de isospin, tanto 1/2 como 3/2, sendo essas ajustadas aos dados experimentais do experimento LASS. A solução das equações integrais tridimensionais na frente de luz para as amplitudes espectadoras, foram obtidas de forma perturbativa até segunda ordem, com uma contribuição em terceira ordem muito pequena. Os resultados numéricos para o módulo da magnitude e fase da amplitude deste decaimento foram comparados com os dados experimentais das colaborações E791 e FOCUS. Os dados experimentais sugerem uma pequena mistura entre o isospin total, 5/2, e o dominante, 3/2. O módulo da amplitude de decaimento não simetrizada, que apresenta um minímo profundo seguido de um crescimento para massas do sistema K? acima de 1.5 GeV, foi reproduzido de forma satisfatória. Podemos observar também que abaixo de 1 GeV o módulo é subestimado, ocorrendo o mesmo no do espaço de fase ao redor de 1.8 GeV.

Neste trabalho buscamos explorar os efeitos do campo magnético, criado em colisões de íons pesados não-centrais, em estados ligados. Motivados pelo caso do átomo de hidrogênio, onde a presença do campo magnético deixa o estado mais ligado,estudamos o caso dos mésons B e D. Inicialmente trabalhamos com a equação de Schrödinger e utilizamos o modelo de potencial de Cornell que faz uma boa descrição da espectroscopoia de mésons pesados. Em seguida, utilizando as regras de soma da QCD, procuramos introduzir o efeito do campo magnético no cálculo da massa de mésons. O ponto de partida foi substituir o propagador livre dos quarks pelo propagador de Schwinger, que corresponde ao propagador de um férmion na presença de um campo magnético externo e constante. Tratamos do limite de campo fraco, onde eB « m2 « M2 e o de campo muito forte, onde eB » M2, sendo m a massa do quark leve e M a massa do quark pesado. Em todos os casos observamos uma tendência da queda na massa do méson devido ao campo magnético. Esta mudança poderia ter diversas implicações fenomenológicas, como por exemplo na taxa de produção do quarkonium, que ilustramos utilizando o modelo de evaporação de cor. / At the present work, we explore the effects of the magnetic field on bound states. Such field is generated by non-central heavy ion collisions. Since the presence of magnetic field results in more deeply bounded states for the hydrogen, we will analyze the cases of mesons B and D. Initially we investigate the Cornell potential in the Schrödinger equation, which is usually a good description of the spectroscopy of heavy mesons. Next, as we examine the model using QCD sum rules, we tried to introduce the magnetic field and its consequences in the meson mass calculation. The starting point was to substitute the free propagator of quarks by the Schwinger propagator, which corresponds to the propagator of a fermion in the presence of an external constant magnetic field. We explored the weak field limit, where eB « m2 « M2 and of very strong fields, where eB » M2, for m being the mass of the light quark and M the mass of the heavy quark. In all cases we observed a trend of decreased meson mass due to the magnetic field. These variations could have many phenomenological implications; for instance, the production rates of quarkonium, illustrated by the method of color evaporation.

Apresentaremos um estudo sobre a produção inclusiva de hádrons em colisões próton-próton (pp), através do espectro pT do momento transverso dos hádrons produzidos. É esperado que em regiões de grande densidade de glúons, que come çam a serem provadas por aceleredores de grande energia, a abordagem tradicional da QCD perturbativa não seja su ciente. Tal regime é caracterizado por fortes campos de cor descritos pela teoria efetiva do condensado de vidro de cor (CGC), mais apropriado neste caso para descrever os observáveis. Consideramos também uma possível extensão do modelo colinear, obtida pela adição de uma distribuição gaussiana inicial, que considera um momento transverso intrínsico anterior à interação dos pártons. Tal abordagem pode corrigir as de ciências do modelo colinear sem que tenhamos que recorrer ao CGC em algumas regiões cinemáticas. O modelo colinear é baseado na consagrada evolução DGLAP das funções de distribuição de pártons, prevendo uma forma de fatorização para calcularmos as seções de choque. Mas, quando consideramos regiões de grande densidade, é provável que outra forma de evolução governe a dinâmica das funções de onda hadrônica, levando estas até um regime saturado. Adentrando nesta região incerta, o modelo de fatorização colinear não é satisfatório e devemos considerar outras formas menos estabelecidas para gerar previsões sobre o espectro pT. Como resultado deste trabalho, comparamos estas abordagens distintas e as confrontamos com dados experimentais do RHIC e LHC. / We present a study of single inclusive hadron production in proton-proton collisions (pp) through the spectra of the transverse moment pT of the produced hadrons. It is expected that in regions of high density of gluons, which begin to be probed by high energy accelerators, the traditional approach of perturbative QCD is not enough. Such a regime is characterized by strong color elds described by the e ective theory of color glass condensate (CGC), more appropriate in this case to describe the observables. We also consider a possible extension of the collinear model, given by the addition of an initial Gaussian distribution, which considers an intrinsic transverse moment prior to the interaction of the partons. Such approach can correct the limitation of the collinear model without having to appeal to CGC in some kinematic regions. The collinear model is based on the established DGLAP evolution of the parton distribution functions, which provides a form of factorization to calculate the cross sections. But when we consider regions of high density, it is likely that another form of evolution governs the dynamics of the hadronic wave functions, guiding them to a saturated regime. Advancing in this uncertain region, the collinear factorization model does not work and we must consider less well-established ways to generate predictions about the pT spectrum. We compare these distinct theoretical approaches and confront their results against the RHIC and LHC data.

Orientador: Eduardo de Moraes Gregores. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Física, 2012.

Nessa tese procuramos o decaimento radioativo raro - -. É um dos resultados da experiência E761 realizada no Proton Center do Fermilab, usando o feixe de híperons carregados com momento de 377 GeV/c. Medimos a fração deste feixe que é constituída de -, sendo esta (3,9 ±0,3)X10-5. Não encontramos sinal do decaimento radiativo - - e determinamos um novo limite superior de 7,5X 10-4 (90% CL). / In this thesis we have searched for the rare hyperon radiative decay - -. It is one of the results of E761 experiment which was realized at Fermilab Proton Center using a 377 GevIc charged hyperon beam. We measure the - beam fraction, which is (3.9 ± 0.3)x10-5 at the start of the decay region. No signal for the radiative decay was found and we determine a new upper limit of 7.5 x 10-4 at 90% CL for the - - branching ratio.

Nessa tese procuramos o decaimento radioativo raro - -. É um dos resultados da experiência E761 realizada no Proton Center do Fermilab, usando o feixe de híperons carregados com momento de 377 GeV/c. Medimos a fração deste feixe que é constituída de -, sendo esta (3,9 ±0,3)X10-5. Não encontramos sinal do decaimento radiativo - - e determinamos um novo limite superior de 7,5X 10-4 (90% CL). / In this thesis we have searched for the rare hyperon radiative decay - -. It is one of the results of E761 experiment which was realized at Fermilab Proton Center using a 377 GevIc charged hyperon beam. We measure the - beam fraction, which is (3.9 ± 0.3)x10-5 at the start of the decay region. No signal for the radiative decay was found and we determine a new upper limit of 7.5 x 10-4 at 90% CL for the - - branching ratio.

o modelo de sacola difusa é um modelo hadrônico que possui aspectos tanto do modelo de sacola do MIT (conservação da energia e momentum, energia de vácuo da QCD) quanto dos modelos de potencial relativísticos (confinamento obtido através de um potencial). O modelo desenvolvido também é um modelo quiral, com a propriedade única de que o campo piônico é suprimido no interior da sacola por meio de um potencial escalar, e no entanto a simetria quiral é preservada. O modelo também é único em que podese controlar o quanto o campo piônico pode penetrar no interior da sacola (em todos os outros modelos, os píons ou entram livremente na sacola ou permanecem totalmente excluídos de seu interior). Nós calculamos as massas do octeto fundamental dos bárions levando em conta as correções de centro de massa, troca de um glúon e troca de um píon. Também calculamos a constante de acoplamento píon-núcleon, a carga axial do núcleon, assim como os raios de carga, momentos magnéticos e fatores de forma eletromagnéticos do próton e do neutron. Exceto pelos fatores de forma eletromagnéticos, a concordância com os resultados experimentais foi excelente, e os resultados indicam que o campo piônico é suprimido somente na vizinhança do centro da sacola.