Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001-09Bitstream added on 2014-06-13T20:03:14Z : No. of bitstreams: 1 roldao_cg_dr_ift.pdf: 385921 bytes, checksum: 30013a4d0498a6c5ba677ffd9cf953ba (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho foi dedicado ao estudo dos principais aspectos das seções de choque de processos que podem ser intermediados por dois fótons ou troca de dois Pomerons em colisões periféricas de íons pesados, estas são avaliadas para as energias que estarão disponíveis no Relativistic Heavy-Ion collider (RHIC) e no Large Hadron Collider (LHC). A análise foi realizada no espaço de parâmetro de impacto, sendo imposta a condição de colisões periféricas realistas. Foram estimadas a produção de ressonâncias, pares de píons e produção múltipla de partículas. Foi igualmente avaliado o subprocesso 'gama' 'gama' 'VET.' 'gama' 'gama' RHIC, considerando-se que esta reação pode ser inermediada por uma ressonância composta por quarks ou gluons ou através de um laço de férmions. / We study the main aspects of cross sections for processes that can be intermediated by two photon and double Pomeron exchange. The analysis was made in impact parameter space requiring the condition for realistic peripheral collisions. We have also estimated resonance production, pions pair and multiple particle production. Processes leading to two photon final states, ! , are also discussed, when they are intermediated by a resonance made of quarks or gluons or by a fermion loop at RHIC energies.

Orientador: Adriano A. Natale / Resumo: Este trabalho foi dedicado ao estudo dos principais aspectos das seções de choque de processos que podem ser intermediados por dois fótons ou troca de dois Pomerons em colisões periféricas de íons pesados, estas são avaliadas para as energias que estarão disponíveis no "Relativistic Heavy-Ion collider" (RHIC) e no "Large Hadron Collider" (LHC). A análise foi realizada no espaço de parâmetro de impacto, sendo imposta a condição de colisões periféricas realistas. Foram estimadas a produção de ressonâncias, pares de píons e produção múltipla de partículas. Foi igualmente avaliado o subprocesso 'gama' 'gama' 'VET.' 'gama' 'gama' RHIC, considerando-se que esta reação pode ser inermediada por uma ressonância composta por quarks ou gluons ou através de um laço de férmions. / Abstract: We study the main aspects of cross sections for processes that can be intermediated by two photon and double Pomeron exchange. The analysis was made in impact parameter space requiring the condition for realistic peripheral collisions. We have also estimated resonance production, pions pair and multiple particle production. Processes leading to two photon final states, ! , are also discussed, when they are intermediated by a resonance made of quarks or gluons or by a fermion loop at RHIC energies. / Doutor

Propomos um processo alternativo para a produção difrativa do bóson de Higgs inspirado no Modelo KMR. Neste modelo, exploramos a produção do bóson de Higgs através da interação γ*p em alta energia importando do Modelo KMR a proposta de Troca Dupla de Pomerons entre as partículas do espalhamento. Em ordem dominante, modelamos esta interação através da troca de glúons, como o Pomeron da QCD. Utilizando este vértice de produção, inserimos os fatores de forma de Sudakov a fim de suprimir a emissões de glúons por bremsstrahlung. Com isso, aplicamos este modelo para interações γp, subprocesso de interesse para o estudo de produção em colisões periferais entre prótons. Neste sentido, estimamos a seção de choque de produção do bóson de Higgs para energia de Tevatron e LHC, comparando diversas opções de distribuições de glúons no próton. Através destes resultados efetuamos uma comparação com aqueles obtidos previamente pelo Modelo KMR. Como resultado, observamos um comportamento distinto daquele observado no Modelo KMR, mostrando um crescimento da seção de choque com a massa do bóson de Higgs. Pela ação dos fatores de forma de Sudakov, este crescimento é saturado em um determinado valor de massa dependendo da energia de centro-de-massa do processo. No intervalo de massa onde se espera observar o bóson de Higgs, a taxa de eventos do processo γp se mostrou superior aquela observada no Modelo KMR. / We propose an alternative process for the diffractive Higgs boson production inspired in the KMR Model. In this model, we explore the Higgs boson production through the γ∗p interaction in the high-energy limit, importing from the KMR Model the proposal of Double Pomeron Exchange between the scattering particles. In leading order, we shape this interaction through gluon exchange, as the QCD Pomeron. Utilizing this production vertex, we insert the Sudakov form factors to supress the bremsstrahlung gluon emission. Therefore, we apply this model do γp interactions, a subprocess of interest in the study of peripheral collisions beetwen protons. In this sense, we estimate the production cross section of the Higgs boson for energies of Tevatron and LHC, comparing several options of parton distributions in the proton. Thus, through this results we make a comparison with those obtained previously with the KMR model. As a result, we observe a distinct behavior as those observed in the KMR model, showing a growth of the cross section with the mass of the Higgs boson. With the action of the Sudakov form factors this growth is saturated at a determined value of mass depending of the center-of-mass energy of the process. In the range of mass where the observation of the Higgs boson is expected the event rate of the γp process showed a greatest value those observed in the KMR model.

Propomos um processo alternativo para a produção difrativa do bóson de Higgs inspirado no Modelo KMR. Neste modelo, exploramos a produção do bóson de Higgs através da interação γ*p em alta energia importando do Modelo KMR a proposta de Troca Dupla de Pomerons entre as partículas do espalhamento. Em ordem dominante, modelamos esta interação através da troca de glúons, como o Pomeron da QCD. Utilizando este vértice de produção, inserimos os fatores de forma de Sudakov a fim de suprimir a emissões de glúons por bremsstrahlung. Com isso, aplicamos este modelo para interações γp, subprocesso de interesse para o estudo de produção em colisões periferais entre prótons. Neste sentido, estimamos a seção de choque de produção do bóson de Higgs para energia de Tevatron e LHC, comparando diversas opções de distribuições de glúons no próton. Através destes resultados efetuamos uma comparação com aqueles obtidos previamente pelo Modelo KMR. Como resultado, observamos um comportamento distinto daquele observado no Modelo KMR, mostrando um crescimento da seção de choque com a massa do bóson de Higgs. Pela ação dos fatores de forma de Sudakov, este crescimento é saturado em um determinado valor de massa dependendo da energia de centro-de-massa do processo. No intervalo de massa onde se espera observar o bóson de Higgs, a taxa de eventos do processo γp se mostrou superior aquela observada no Modelo KMR. / We propose an alternative process for the diffractive Higgs boson production inspired in the KMR Model. In this model, we explore the Higgs boson production through the γ∗p interaction in the high-energy limit, importing from the KMR Model the proposal of Double Pomeron Exchange between the scattering particles. In leading order, we shape this interaction through gluon exchange, as the QCD Pomeron. Utilizing this production vertex, we insert the Sudakov form factors to supress the bremsstrahlung gluon emission. Therefore, we apply this model do γp interactions, a subprocess of interest in the study of peripheral collisions beetwen protons. In this sense, we estimate the production cross section of the Higgs boson for energies of Tevatron and LHC, comparing several options of parton distributions in the proton. Thus, through this results we make a comparison with those obtained previously with the KMR model. As a result, we observe a distinct behavior as those observed in the KMR model, showing a growth of the cross section with the mass of the Higgs boson. With the action of the Sudakov form factors this growth is saturated at a determined value of mass depending of the center-of-mass energy of the process. In the range of mass where the observation of the Higgs boson is expected the event rate of the γp process showed a greatest value those observed in the KMR model.

Propomos um processo alternativo para a produção difrativa do bóson de Higgs inspirado no Modelo KMR. Neste modelo, exploramos a produção do bóson de Higgs através da interação γ*p em alta energia importando do Modelo KMR a proposta de Troca Dupla de Pomerons entre as partículas do espalhamento. Em ordem dominante, modelamos esta interação através da troca de glúons, como o Pomeron da QCD. Utilizando este vértice de produção, inserimos os fatores de forma de Sudakov a fim de suprimir a emissões de glúons por bremsstrahlung. Com isso, aplicamos este modelo para interações γp, subprocesso de interesse para o estudo de produção em colisões periferais entre prótons. Neste sentido, estimamos a seção de choque de produção do bóson de Higgs para energia de Tevatron e LHC, comparando diversas opções de distribuições de glúons no próton. Através destes resultados efetuamos uma comparação com aqueles obtidos previamente pelo Modelo KMR. Como resultado, observamos um comportamento distinto daquele observado no Modelo KMR, mostrando um crescimento da seção de choque com a massa do bóson de Higgs. Pela ação dos fatores de forma de Sudakov, este crescimento é saturado em um determinado valor de massa dependendo da energia de centro-de-massa do processo. No intervalo de massa onde se espera observar o bóson de Higgs, a taxa de eventos do processo γp se mostrou superior aquela observada no Modelo KMR. / We propose an alternative process for the diffractive Higgs boson production inspired in the KMR Model. In this model, we explore the Higgs boson production through the γ∗p interaction in the high-energy limit, importing from the KMR Model the proposal of Double Pomeron Exchange between the scattering particles. In leading order, we shape this interaction through gluon exchange, as the QCD Pomeron. Utilizing this production vertex, we insert the Sudakov form factors to supress the bremsstrahlung gluon emission. Therefore, we apply this model do γp interactions, a subprocess of interest in the study of peripheral collisions beetwen protons. In this sense, we estimate the production cross section of the Higgs boson for energies of Tevatron and LHC, comparing several options of parton distributions in the proton. Thus, through this results we make a comparison with those obtained previously with the KMR model. As a result, we observe a distinct behavior as those observed in the KMR model, showing a growth of the cross section with the mass of the Higgs boson. With the action of the Sudakov form factors this growth is saturated at a determined value of mass depending of the center-of-mass energy of the process. In the range of mass where the observation of the Higgs boson is expected the event rate of the γp process showed a greatest value those observed in the KMR model.

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

A observação de uma nova classe de eventos no espalhamento profundamente inelástico (D18) elétron-próton tem gerado grande interesse teórico e experimental. Estes eventos apresentam grandes intervalos na variável pseudo-rapidez ("7)sem deteção de partículas e são interpretados como oriundos de processos com caráter difrativo. A difração é descrita segundo uma base teórica fundamentada na Teoria de Regge, a qual já era utilizada na descrição das interações difrativas nas colisões hadrônicas. A Cromodinâmica Quântica (QCD) descreve com boa concordância todas as características usuais do D18, entretanto, frente a esses fenômenos novos elementos estão sendo incorporados na teoria. A questão principal é investigar se os processos difrativos são dominados pela troca da trajetória de Regge dominante, o Pomeron, ou por interações perturbativas descritas pela QCD. OS dados existentes não permitem distingüir qual a dominância e possivelmente há uma mistura de efeitos perturbativos QCD e não-perturbativos (Regge). Neste trabalho contrapomos o modelo de Regge e o Modelo Partônico para a difração. O observável físico utilizado nas análises é a função de estrutura difrativa Ff(xjp, {3,Q2). Apontamos as características e predições do Modelo Partônico para este observável. Encontramos que o modelo descreve os dados, entretanto há problemas em regiões específicas do espectro das variáveis cinemáticas. Recentes medidas da função de estrutura apresentam uma quebra de sua fatorização. No sentido de explicar esta nova característica introduzimos uma troca extra de reggeon, de caráter não-perturbativo, como uma extensão do Modelo Partônico. Os resultados mostram que a troca de reggeon é importante para {3< 0.4 e descreve bem a quebra de fatorização. Há melhoria na dependência para pequeno {3,entretanto a troca de reggeon é pouco sensível à variação do momento transferido Q2.

A aplicabilidade e usos de propagadores de glúon modificados na Cromodinâmica Quântica (QCD) em diferentes espécies de processos é analisada. Os propagadores modificados de glúon são obtidos por diversos métodos, em especial, as equações de Dyson-Schwinger e simulações numéricas em teoria de campos na rede. Os processos em que estes propagadores são empregados em QCD podem ser divididos em duas classes: os difrativos e os perturbativos. Nos primeiros, a troca do pomeron é relevante e as propriedades infravermelhas da teoria são importantes, como no espalhamento elástico próton-próton e na produção de mésons vetoriais massivos. Os processos perturbativos, como o decaimento de mésons massivos e fatores de forma de mésons, aparentemente não permitem o uso de um propagador modificado, entretanto, o uso destes permite uma melhor descrição dos dados experimentais, assim como no caso dos processos difrativos.

Apresento as investigações realizadas durante estes quatro anos de doutorado no Grupo de Fenomenologia de Partículas de Altas Energias (GFPAE). Foi desenvolvido um estudo teórico/fenomenológico baseado em QCD perturbativa para processos difrativos em colisões hadrônicas e nucleares, considerando diferentes estados finais como observáveis. Este estudo tem como ponto principal a aplicação das chamadas correções de múltiplos espalhamentos de Pomerons no modelo de Ingelman-Schlein, e desta forma, fazer predições para a taxa de produção difrativa de vários tipos de partículas. Temos como ponto inicial o estudo dos eventos de espalhamento profundamente inelástico (DIS), onde a colisão lépton-próton permite estudar o conteúdo de pártons na estrutura interna dos nucleons. Estes processos são verificados no colisor HERA, dando excelentes informações sobre a subestrutura do próton. No caso de colisões hadrônicas, existe uma ampla variedade de partículas de interesse no estado final, e neste trabalho, apresento resultados para a produção difrativa de quarks pesados, quarkonia e o bóson de Higgs. O estudo fenomenológico desses processos é fundamental para entendermos como os hádrons são constituídos, além de como podemos descrever o Pomeron (partícula virtual portadora dos números quânticos do vácuo), servindo também como base para os experimentos desenvolverem seus aparatos e formas de medidas. Os processos difrativos possuem um sinal de fácil detecção no experimento, tendo como principal característica a verificação de uma região do detector onde nenhuma partícula ´e encontrada, região esta chamada lacuna de rapidez. O formalismo de Ingelman-Schlein (IS) é considerado para estudar o processo difrativo. Nele, o Pomeron ´e o responsável pela origem dessa lacuna, com o mesmo possuindo subestrutura. Desta forma, utilizo uma recente função para a distribuição de pártons no Pomeron, bem como o fator de probabilidade de sobrevivência da lacuna de rapidez (correções de múltiplos espalhamentos). Realizamos então estimativas teóricas para a taxa de produção difrativa de J/ , _, c¯c, b¯b e Higgs em colisões hadrônicas, com energias de centro de massa ps para o Large Hadron Collidr (LHC) de ps = 14 TeV, sendo que também foi realizado o estudo de produção de quarks pesados para colisões nucleares, no caso Chumbo-Chumbo (Pb-Pb) e Cálcio-Cálcio (Ca-Ca), com energias de psPb−Pb = 5.5 TeV e psCa−Ca = 6.3 TeV respectivamente, para os processos de difração simples e central. Os resultados obtidos são os primeiros na literatura a considerar a aplicação do modelo Ingelman-Schlein com correções para os observáveis citados em energias de LHC. As estimativas para a razão difrativa de produção de tais observáveis servem como uma ferramenta teórica para futura verificação e comparação com os dados a serem extraídos do colisor LHC, tendo como consequência a confirmação da validade do formalismo empregado para processos de difração dura (escala típica maior que 1 GeV) na região de altas energias. / An theoretical/phenomenological study was developed based on perturbative QCD for diffractive processes in nuclear and hadronic collisions, considering different final states as observables. This study had as main goal the application of the Pomeron Multiple Scattering corrections to the Ingelman-Schlein model, and in this way, obtaining predictions for the rate of diffractive production for several produced particles. We begin studying events of Deep Inelastic Scattering (DIS), where the lepton-proton collisions allow to verify the parton content of inner structure of the nucleons. These processes are currently studied at HERA collider, giving excelent information about the proton substructure. In the hadronic collisions, there is a huge variety of particles that can be of interest in the final state, and in this work we present results for the diffractive production of heavy quarks, quarkonia and Higgs boson. The phenomenological study of these processes is fundamental to understand how the hadrons are constituted and how we can describe the Pomeron (a virtual particle that carries the vacuum quantum numbers), being as well as a baseline to the that experiments develop their apparatus and measurements. The diffractive processes have a signal easy to be detected in the experiment, with the main characteristic being the verification of a region in the detector where low multiplicity of particles is found, this called rapidity gap. The Ingelman-Schlein (IS) formalism is considered to study the diffractive process. In this formalism, the Pomeron is responsible by the gap, with this particle having substructure. In this content, recent parton distribution functions for the Pomeron are considered, as well as the gap survival probability factor (multiple scattering corrections) are taken into account. Theoretical estimates are made for the rates of diffractive production of J/ , , c¯c, b¯b and Higgs in hadronic collisions, for the center-of-mass energy ps = 14 TeV that is the LHC energy. A study of single and central diffraction heavy quarks production in nuclear collisions was made for Lead-Lead (Pb-Pb) and Calcium-Calcium (Ca-Ca) collisions, both for LHC energies. The results obtained consider the Ingelman-Schlein application with corrections for the referred observables in the LHC energies. The estimations for the diffractive ratio for the production of these observables could be a theoretical tool for future investigations and comparison to experimental data, testing the validity of the formalism considered for hard diffraction processes (high momentum) in the high energy region.

A observação de uma nova classe de eventos no espalhamento profundamente inelástico (D18) elétron-próton tem gerado grande interesse teórico e experimental. Estes eventos apresentam grandes intervalos na variável pseudo-rapidez ("7)sem deteção de partículas e são interpretados como oriundos de processos com caráter difrativo. A difração é descrita segundo uma base teórica fundamentada na Teoria de Regge, a qual já era utilizada na descrição das interações difrativas nas colisões hadrônicas. A Cromodinâmica Quântica (QCD) descreve com boa concordância todas as características usuais do D18, entretanto, frente a esses fenômenos novos elementos estão sendo incorporados na teoria. A questão principal é investigar se os processos difrativos são dominados pela troca da trajetória de Regge dominante, o Pomeron, ou por interações perturbativas descritas pela QCD. OS dados existentes não permitem distingüir qual a dominância e possivelmente há uma mistura de efeitos perturbativos QCD e não-perturbativos (Regge). Neste trabalho contrapomos o modelo de Regge e o Modelo Partônico para a difração. O observável físico utilizado nas análises é a função de estrutura difrativa Ff(xjp, {3,Q2). Apontamos as características e predições do Modelo Partônico para este observável. Encontramos que o modelo descreve os dados, entretanto há problemas em regiões específicas do espectro das variáveis cinemáticas. Recentes medidas da função de estrutura apresentam uma quebra de sua fatorização. No sentido de explicar esta nova característica introduzimos uma troca extra de reggeon, de caráter não-perturbativo, como uma extensão do Modelo Partônico. Os resultados mostram que a troca de reggeon é importante para {3< 0.4 e descreve bem a quebra de fatorização. Há melhoria na dependência para pequeno {3,entretanto a troca de reggeon é pouco sensível à variação do momento transferido Q2.