A representação de Fock-Tani é um formalismo de teoria de campos para tratar problemas envolvendo simultaneamente partículas compostas e seus constituintes. O formalismo foi originalmente desenvolvido para tratar problemas de física atômica e mais tarde estendido para problemas da física hadrônica. Nesta dissertação, inicialmente apresentamos uma revisão da Cromo dinâmica Quântica e dos modelos de quarks e de glúons constituintes. Revisamos também a representação de Fock-Tani para mésons e buscamos estendê-Ia para estados exóticos, mais precisamente para glueballs. Neste formalismo uma mudança de representação é implementada através de um operador unitário, tal que estados de glueballs no espaço de Fock, compostos por um par glúon-glúon, sejam descritos em termos de operadores de campo de glueballs elementares em um espaço de Hilbert estendido. A aplicação do operador unitário a um Hamiltoniano microscópico de gluons leva a um Hamiltoniano efetivo que descreve todos os possíveis processos envolvendo glúons e glueballs. Esse Hamiltoniano efetivo é utilizado para estudar as interações entre glueballs à baixa energia em um modelo de glúons constituintes, que interagem através da troca de um glúon virtual e são confinados por um potencial fenomenológico O méson J?C = 0++ pode ser descrito de duas formas completamente diferentes. Na primeira forma ele é descrito da maneira usual como sendo composto por um par qq. Na segunda abordagem este mesmo méson é descrito como sendo constituido por dois glúons (glueball). Também estudamos nesta dissertação o méson 2++ no mesmo contexto. Os resultados obtidos nesta dissertação indicam que o méson qq precisaria ter um raio quase igual ao dobro do respectivo raio do glueball para que suas seções de choque de espalhamento elástico fossem equivalentes. As diferenças acentuadas encontradas nas seções de choque de espalhamento elástico méson-méson e glueball-glueball, podem ser interpretadas como uma nova assinatura de glueballs.

Nesta tese de doutorado, calculamos as taxas de decaimento de algumas ressonâncias, que podem ser consideradas como glueballs. Este estudo é desenvolvido dentro do contexto do formalismo de Fock-Tani. Em particular, aplicamos este formalismo para as ressonâncias f0(1370), f0(1500) e f0(1710), pois é nesta região do espectro hadrônico que se espera que esteja o glueball mais leve, com números quânticos 0++. O formalismo de Fock-Tani consiste, em primeiro lugar, de observar que os operadores de criação e destruição de partículas compostas não obedecem as relações de (anti)comutação canônicas, devido a presença da estrutura interna. Após realizar a transformação unitária de Fock-Tani U sobre o operador de criação do estado ligado, um novo estado ligado é obtido sendo definido como a aplicação de um operador de criação ideal sobre o vácuo. Os operadores ideais obedecem as relações de (anti)comutação canônicas. Além de transformar- se o estado também efetua-se a transformação dos operadores da teoria (operadores de quarks, mésons, bárions, glueballs, entre outras partículas) obtendo-se, de forma iterativa, uma expansão em potências da função de onda. Com esses operadores efetivos torna- se possível construir quantidades efetivas em termos das quantidades fundamentais. Uma destas quantidades efetivas importantes que podem ser construídas é o Hamiltoniano, Hefetivo = U¡1HU, que possui, entre outras estruturas, diagramas correspondendo aos espalhamentos hadrônicos com troca de constituintes, decaimentos hadrônicos, etc. Este formalismo prevê também, a existência de correções de estado ligado ou correções de ortogonalidade. Em nossos estudos, estas correções se aplicam ao setor de quarks. Para o setor de glúons é demonstrado que a correção é nula. As ressonâncias f0(1370), f0(1500) e f0(1710) são consideradas como uma mistura de estados. Isto ocorre devido a existência de estados ligados de quarks e de glúons com os mesmos números quânticos. Dessa forma, não se pode distinguir entre estes estados, por isso se faz necessário introduzir uma mistura. / In this thesis, we calculate the decay width for some resonances, which can be considered as glueballs. This work is developed in the context of the Fock-Tani formalism. The formalism is applied for the resonances f0(1370), f0(1500) and f0(1710), because the lightest glueball is expected to be in this region of the hadronic spectrum, with quantum numbers 0++. In the Fock-Tani formalism, the creation and destruction operators of composite particles do not obey the canonical (anti)commutation relations due to the presence the internal structure. After performing the unitary Fock-Tani transformation U on the bound state creation operator, a new bound state is obtained and is defined as the application of an ideal creation operator on the vacuum. The ideal operators obey canonical (anti)commutation relations. The transformation is also applied on the operators of the theory (quarks, mesons, baryons, glueballs, and other particles operators) obtaining, in an iterative way, an expansion in powers of the wave function. With these e®ective operators it becomes possible to build e®ective quantities in terms of fundamental quantities. One of these important e®ective quantities is the Hamiltonian, Heffective = U¡1HU, which contains the scattering diagrams with constituent exchange, hadronic decays, etc. This formalism also provides the existence of orthogonality corrections or bound state corrections. In this work, these corrections are applied to the quarks sector. For the gluons sector is is shown that the correction is zero. The f0(1370), f0(1500) and f0(1710) resonances are considered as a mixture of states. This is due to existence of quarks and gluons bound states with the same quantum numbers. These states can not be distinguished, so it is necessary to introduce a mixture.

O Experimento Double Chooz, como outros experimentos, utilizam detectores baseados na identificação de reações beta inversas. O nêutron e o pósitron gerados por tais reações geram radiação que são capturadas por fotomultiplicadoras o que permite recompor a energia do neutrino que desencadeou todo o processo. Desse modo é possível obter o espectro de energia dos neutrinos provenientes do reator. O mesmo espectro pode ser previsto com base em modelos de reações termonucleares que ocorrem no reator. A comparação desses dois espectros permite identificar a existência das oscilações de sabores dos neutrinos, além de podermos quantificar o principal parâmetro dessa oscilação, que é o ângulo de mistura θ13. Entretanto, existem processos físicos, como radioatividade natural presente no meio circuncidante, que geram sinais que não podem ser distinguidos dos sinais gerados por neutrinos. Esses processos físicos produzem backgrounds que precisam ser descontados na identificação dos neutrinos. Em nosso trabalho, é utilizada a análise bayesiana para inferir o ângulo de mistura θ13, levando-se em conta todos esses backgrounds. A característica diferenciada da análise bayesiana é a possibilidade de utilizar distribuições de probabilidades definidas com base na percepção subjetiva do pesquisador e nos dados previamente estabelecidos a respeito do objeto de estudo. / The Experiment Double Chooz, as other experiments, use detectors based on the identification of inverse beta reactions. The neutron and positron generated by such reactions generate radiation that are catches by photomultiplier that allows restore the energy of the neutrino that triggered the whole process. In this way you can get the energy spectrum of the neutrinos from the reactor. The same spectrum can be predicted based on models of thermonuclear reactions that occur in the reactor. The comparison of these two spectra allows to identify the existence of oscillation neutrino flavors, besides being able to quantify the main parameter of this oscillation, which is the mixing angle θ13. However, there are physical processes, such as natural radioactivity present in the surrounding medium that generate signals that can not be distinguished from signals generated by neutrino. These physical processes produce backgrounds that need to be discounted in the identification of neutrinos. In our work, the Bayesian analysis is used to infer the mixing angle θ13, taking into account all these backgrounds. The distinctive feature of the Bayesian analysis is the possibility of using probability distributions defined based on the subjective perception of the researcher and the data previously established about the object of study. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Neste trabalho de tese investigamos o papel de dinâmica perturbativa e não-perturbativa da Cromodinâmica Quântica, a teoria das interações fortes, em processos de produção de quarks pesados e de quarkonium-estados ligados de um par de quarks pesados. Um aspecto importante na produção de quarks pesados consiste no tratamento de ordens mais altas em QCD perturbativa, que abordamos por meio de elementos de matriz QCD em segunda ordem dominante (NLO) e através de um gerador de eventos Monte Carlo, mais útil fenomenologicamente, onde a produção perturbativa de pares Q Q e obtida utilizando elementos de matriz em ordem dominante e a aproximação de chuveiros partônicos de processos em ordens mais altas. Os processos suaves formando estados ligados de quarkonium são descritos em termos do modelo de evaporação de cor (CEM), ou alternativamente através do modelo de interações suaves de cor (SCI) e do modelo da lei das áreas generalizado (GAL). Neste trabalho, calculamos as distribuições em xF e p? para o J= e 0 em hadroprodução em alvo xo e no colisionador p p do Tevatron. Outros observáveis como a seção de choque total para J= , 0 e charme aberto tamb em são reproduzidos. Além disso, extrapolamos os modelos para descrever a produção de J= e no futuro colisionador LHC, onde as taxas de produção de J= estão at e uma ordem de magnitude acima de outra predição da literatura, o qual pode implicar em J= ser um ru do não negligenciável para estudos de violação da simetria CP no LHC. Além disso, com o objetivo de descrever as taxas de produção relativas entre os vários estados de charmonium, desenvolvemos um modelo para o mapeamento do espectro contínuo de massas do par c c produzido perturbativamente, nas ressonâncias de charmonium, onde introduzimos uma correlação entre a massa invariante do par produzido perturbativamente e a massa física do estado de charmonium. Outra abordagem importante ao estudo dos aspectos perturbativos e não-perturbativos da QCD na produção de quarks pesados e o formalismo de fatorização k?, o qual investigamos em processos de fotoprodução de charme e bottom, com ênfase em resultados de um modelo de saturação. Efeitos de evolução DGLAP tamb em são estudados, considerando a derivada da distribuição de glíuons. Analisamos em detalhe seções de choque totais e distribuições em pT , mostrando as regiões de validade de cada descrição. Através do estudo de vários aspectos perturbativos e não-perturbativos da QCD, este trabalho de tese contribui para um melhor entendimento da conexão entre essas duas dinâmicas.

Resumo não disponível.

Nesta tese de doutorado, calculamos as taxas de decaimento de algumas ressonâncias, que podem ser consideradas como glueballs. Este estudo é desenvolvido dentro do contexto do formalismo de Fock-Tani. Em particular, aplicamos este formalismo para as ressonâncias f0(1370), f0(1500) e f0(1710), pois é nesta região do espectro hadrônico que se espera que esteja o glueball mais leve, com números quânticos 0++. O formalismo de Fock-Tani consiste, em primeiro lugar, de observar que os operadores de criação e destruição de partículas compostas não obedecem as relações de (anti)comutação canônicas, devido a presença da estrutura interna. Após realizar a transformação unitária de Fock-Tani U sobre o operador de criação do estado ligado, um novo estado ligado é obtido sendo definido como a aplicação de um operador de criação ideal sobre o vácuo. Os operadores ideais obedecem as relações de (anti)comutação canônicas. Além de transformar- se o estado também efetua-se a transformação dos operadores da teoria (operadores de quarks, mésons, bárions, glueballs, entre outras partículas) obtendo-se, de forma iterativa, uma expansão em potências da função de onda. Com esses operadores efetivos torna- se possível construir quantidades efetivas em termos das quantidades fundamentais. Uma destas quantidades efetivas importantes que podem ser construídas é o Hamiltoniano, Hefetivo = U¡1HU, que possui, entre outras estruturas, diagramas correspondendo aos espalhamentos hadrônicos com troca de constituintes, decaimentos hadrônicos, etc. Este formalismo prevê também, a existência de correções de estado ligado ou correções de ortogonalidade. Em nossos estudos, estas correções se aplicam ao setor de quarks. Para o setor de glúons é demonstrado que a correção é nula. As ressonâncias f0(1370), f0(1500) e f0(1710) são consideradas como uma mistura de estados. Isto ocorre devido a existência de estados ligados de quarks e de glúons com os mesmos números quânticos. Dessa forma, não se pode distinguir entre estes estados, por isso se faz necessário introduzir uma mistura. / In this thesis, we calculate the decay width for some resonances, which can be considered as glueballs. This work is developed in the context of the Fock-Tani formalism. The formalism is applied for the resonances f0(1370), f0(1500) and f0(1710), because the lightest glueball is expected to be in this region of the hadronic spectrum, with quantum numbers 0++. In the Fock-Tani formalism, the creation and destruction operators of composite particles do not obey the canonical (anti)commutation relations due to the presence the internal structure. After performing the unitary Fock-Tani transformation U on the bound state creation operator, a new bound state is obtained and is defined as the application of an ideal creation operator on the vacuum. The ideal operators obey canonical (anti)commutation relations. The transformation is also applied on the operators of the theory (quarks, mesons, baryons, glueballs, and other particles operators) obtaining, in an iterative way, an expansion in powers of the wave function. With these e®ective operators it becomes possible to build e®ective quantities in terms of fundamental quantities. One of these important e®ective quantities is the Hamiltonian, Heffective = U¡1HU, which contains the scattering diagrams with constituent exchange, hadronic decays, etc. This formalism also provides the existence of orthogonality corrections or bound state corrections. In this work, these corrections are applied to the quarks sector. For the gluons sector is is shown that the correction is zero. The f0(1370), f0(1500) and f0(1710) resonances are considered as a mixture of states. This is due to existence of quarks and gluons bound states with the same quantum numbers. These states can not be distinguished, so it is necessary to introduce a mixture.

Uma quantização consistente da cromodinãmica num gau ge axial completamente fixado é realizada usando o procedimen to de quantização por parênteses de Dirac. Os resultados centrais são: A translação de parênteses de Dirac a comutadores a tempos iguaiS é possível, sem ambigüidades, devido ã ausência de problemas de ordenamento. Todos os comutadores a tem pos iguais são compatíveis com os vínculos e condições de gau ge valendo como identidades operatoriais fortes. Todos os comutadores a tempos iguais são compatíveis com os campos cromo elétricos, cromomagnéticos e fermiõnicos anulando-se no infi nito espacial. Os potenciais de gauge coloridos A° ,a , A l ma e A 2'a apresentam um comportamento fisicamente significativo, embora do tipo gauge puro, em x 3 = ±-,conforme exigido pela presença de um conteúdo topolõgico não-trivial. A invariança de Poincaré é satisfeita sem introduzir potenciais quanto-meã nicos "extras" no Hamiltoniano. O determinante da matriz de Faddeev-Popov não depende das vari-a- veis de campo. / A consistent quantization of chromodynamics in a completely fixed axial gauge is carried out by using the Dirac bracket quantization procedure. The main results are: The translation of Dirac brackets into equal-time commutators is possible, with6ut ambiguities, because of the absence of ordering problems. All equal-time commutators are compatible with constraints and gauge conditions holding as strong operator relations. All equal-time commutators are compatible with chromoelectric, chromomagnetic and fermionic fields vanishing at spatial infinity. The colored gauge potentials A o,a , A l,a and A2 'a are seen to devei op a physically significant, although pure gauge, behavior at x 3 = ±=, as required by the presence of a non-trivial topological content. Poincare invariance is satisfied without introducing in the Hamiltonian "extra" quantum mechanical potentials. The determinant of the Faddeev-Popov matrix does not depend upon the field variables.

Resumo não disponível.

Nesta tese de doutorado, calculamos as taxas de decaimento de algumas ressonâncias, que podem ser consideradas como glueballs. Este estudo é desenvolvido dentro do contexto do formalismo de Fock-Tani. Em particular, aplicamos este formalismo para as ressonâncias f0(1370), f0(1500) e f0(1710), pois é nesta região do espectro hadrônico que se espera que esteja o glueball mais leve, com números quânticos 0++. O formalismo de Fock-Tani consiste, em primeiro lugar, de observar que os operadores de criação e destruição de partículas compostas não obedecem as relações de (anti)comutação canônicas, devido a presença da estrutura interna. Após realizar a transformação unitária de Fock-Tani U sobre o operador de criação do estado ligado, um novo estado ligado é obtido sendo definido como a aplicação de um operador de criação ideal sobre o vácuo. Os operadores ideais obedecem as relações de (anti)comutação canônicas. Além de transformar- se o estado também efetua-se a transformação dos operadores da teoria (operadores de quarks, mésons, bárions, glueballs, entre outras partículas) obtendo-se, de forma iterativa, uma expansão em potências da função de onda. Com esses operadores efetivos torna- se possível construir quantidades efetivas em termos das quantidades fundamentais. Uma destas quantidades efetivas importantes que podem ser construídas é o Hamiltoniano, Hefetivo = U¡1HU, que possui, entre outras estruturas, diagramas correspondendo aos espalhamentos hadrônicos com troca de constituintes, decaimentos hadrônicos, etc. Este formalismo prevê também, a existência de correções de estado ligado ou correções de ortogonalidade. Em nossos estudos, estas correções se aplicam ao setor de quarks. Para o setor de glúons é demonstrado que a correção é nula. As ressonâncias f0(1370), f0(1500) e f0(1710) são consideradas como uma mistura de estados. Isto ocorre devido a existência de estados ligados de quarks e de glúons com os mesmos números quânticos. Dessa forma, não se pode distinguir entre estes estados, por isso se faz necessário introduzir uma mistura. / In this thesis, we calculate the decay width for some resonances, which can be considered as glueballs. This work is developed in the context of the Fock-Tani formalism. The formalism is applied for the resonances f0(1370), f0(1500) and f0(1710), because the lightest glueball is expected to be in this region of the hadronic spectrum, with quantum numbers 0++. In the Fock-Tani formalism, the creation and destruction operators of composite particles do not obey the canonical (anti)commutation relations due to the presence the internal structure. After performing the unitary Fock-Tani transformation U on the bound state creation operator, a new bound state is obtained and is defined as the application of an ideal creation operator on the vacuum. The ideal operators obey canonical (anti)commutation relations. The transformation is also applied on the operators of the theory (quarks, mesons, baryons, glueballs, and other particles operators) obtaining, in an iterative way, an expansion in powers of the wave function. With these e®ective operators it becomes possible to build e®ective quantities in terms of fundamental quantities. One of these important e®ective quantities is the Hamiltonian, Heffective = U¡1HU, which contains the scattering diagrams with constituent exchange, hadronic decays, etc. This formalism also provides the existence of orthogonality corrections or bound state corrections. In this work, these corrections are applied to the quarks sector. For the gluons sector is is shown that the correction is zero. The f0(1370), f0(1500) and f0(1710) resonances are considered as a mixture of states. This is due to existence of quarks and gluons bound states with the same quantum numbers. These states can not be distinguished, so it is necessary to introduce a mixture.

Neste trabalho de tese investigamos o papel de dinâmica perturbativa e não-perturbativa da Cromodinâmica Quântica, a teoria das interações fortes, em processos de produção de quarks pesados e de quarkonium-estados ligados de um par de quarks pesados. Um aspecto importante na produção de quarks pesados consiste no tratamento de ordens mais altas em QCD perturbativa, que abordamos por meio de elementos de matriz QCD em segunda ordem dominante (NLO) e através de um gerador de eventos Monte Carlo, mais útil fenomenologicamente, onde a produção perturbativa de pares Q Q e obtida utilizando elementos de matriz em ordem dominante e a aproximação de chuveiros partônicos de processos em ordens mais altas. Os processos suaves formando estados ligados de quarkonium são descritos em termos do modelo de evaporação de cor (CEM), ou alternativamente através do modelo de interações suaves de cor (SCI) e do modelo da lei das áreas generalizado (GAL). Neste trabalho, calculamos as distribuições em xF e p? para o J= e 0 em hadroprodução em alvo xo e no colisionador p p do Tevatron. Outros observáveis como a seção de choque total para J= , 0 e charme aberto tamb em são reproduzidos. Além disso, extrapolamos os modelos para descrever a produção de J= e no futuro colisionador LHC, onde as taxas de produção de J= estão at e uma ordem de magnitude acima de outra predição da literatura, o qual pode implicar em J= ser um ru do não negligenciável para estudos de violação da simetria CP no LHC. Além disso, com o objetivo de descrever as taxas de produção relativas entre os vários estados de charmonium, desenvolvemos um modelo para o mapeamento do espectro contínuo de massas do par c c produzido perturbativamente, nas ressonâncias de charmonium, onde introduzimos uma correlação entre a massa invariante do par produzido perturbativamente e a massa física do estado de charmonium. Outra abordagem importante ao estudo dos aspectos perturbativos e não-perturbativos da QCD na produção de quarks pesados e o formalismo de fatorização k?, o qual investigamos em processos de fotoprodução de charme e bottom, com ênfase em resultados de um modelo de saturação. Efeitos de evolução DGLAP tamb em são estudados, considerando a derivada da distribuição de glíuons. Analisamos em detalhe seções de choque totais e distribuições em pT , mostrando as regiões de validade de cada descrição. Através do estudo de vários aspectos perturbativos e não-perturbativos da QCD, este trabalho de tese contribui para um melhor entendimento da conexão entre essas duas dinâmicas.