Neste trabalho usamos as regras de soma da QCD para calcular as massas e constantes de acoplamento ou decaimento dos estados exóticos theta+(1540) e cascata--(1862) (pentaquarks), dos mesons escalares charmosos DsJ+(2317), D0(2308) e D0(2405) e do meson axial X(3872). Os mesons foram também tratados como estados exóticos de quatro quarks (tetraquarks). Dois métodos de regra de soma foram aplicados e uma atenção especial foi dada aos limites de validade e incertezas da regra de soma. Em todos os casos encontramos resultados compatíveis com os dados experimentais existentes, mas no caso dos pentaquarks e dos mesons escalares as regras de soma têm algumas de suas condições violadas, levantando a questão sobre a existência das ressonâncias na forma em que foram propostas. Fizemos também uma previsão para um méson axial Xb, que é uma expansão para o setor botônico do modelo assumido para o X(3872). / In this work the QCD Sum Rules have been used to obtain masses and coupling or decay constants of the theta+(1540) and cascade--(1862) pentaquarks, the DsJ+(2317), D0(2308) and D0(2405) charmed scalar mesons and the X(3872) axial meson. The mesons have been treated as 4-quark exotic states (tetraquarks). Two sum rules methods have been used with special attention given to the limits and uncertainties of the sum rules. Results consistent with experimental data have been found in all cases, but some of the sum rules constraints have been violated in the calculation of the pentaquarks and scalar mesons, leaving questions about the existence of the states as they have been built here. A prediction was also made for the mass of a state expanding the model used for X(3872) to the botton sector, named Xb.

Nos utilizamos as Regras de Soma da QCD para a obtencao de fatores de forma e larguras de decaimento dos processos semileptonicos Lambda_b -> Lambda_c + l + nu_l, Lambda_c -> Lambda + l + nu_l e Lambda_b -> p + l + nu_l. Estes decaimentos podem ser representados por uma funcao de tres pontos da corrente fraca de transicao e dos campos interpolantes das particulas envolvidas (por exemplo, Lambda_b e Lambda_c, no primeiro decaimento). Nos calculamos a parte teorica efetuando a expansao do produto de operadores desta funcao de tres pontos. No lado fenomenologico utilizamos a informacao obtida experimentalmente da amplitude de decaimento. Como usualmente se faz nas Regras de Soma da QCD, efetuamos uma transformada de Borel nestes dois lados a fim de obter os fatores de forma. De posse desta informacao podemos obter as larguras de decaimento. Apos o calculo destas quantidades, comparamos nossos resultados com os obtidos experimentalmente.

Orientador: Ricardo D'Elia Matheus / Banca: Marina Nielsen / Banca: Raphael Moreira de Albuquerque / Resumo: O método de regras de soma na QCD é um método não-perturbativo em QCD que permite obter observáveis hadrônicos a partir de quantidades universais da QCD, como as massas dos quarks e condensados. Ao longo dos cálculos desse método é necessário introduzir parâmetros não físicos e no final da conta, procurar por regiões do espaço desses parâmetros onde não há dependência tão forte das quantidades físicas neles. Como isso nem sempre é possível, essa dependência se traduz em incerteza teórica. Espera-se que adicionando correções radiativas, ou seja mais informação física no cálculo, essa dependência em parâmetros arbitrários diminua. Para tal métodos modernos de resolução de integrais de Feynman são bem-vindos. O método das integrais mestras reduz o problema de calcular integrais de Feynman a uma combinação linear de uma base de integrais, que podem ser resolvidas por equações diferenciais acopladas. Apresentamos o cálculo para os termos relevantes da OPE da regra de soma do J/Ψ até dois loops utilizando integrais mestras e equações diferenciais para resolvê-las. / Abstract: The method of QCD Sum Rules is a non-perturbative method in QCD, which allows one to obtain hadronic observables from universal QCD quantities, like the masses of quarks and the condensates. In the calculations of this method, one has to introduce non-physical parameters and at the end of the computations, search for regions in the space of these parameters where there is little dependence of the physical quantities on them. Since this is not always possible, this dependence translates itself into theoretical uncertainty. One expects that by adding radiative corrections, that bring more physical information into the calculation, the dependence on the arbitrary parameters decreases. In order to do this, modern methods of solving Feynman integrals are welcome. The method of master integrals reduces the problem of calculating Feynman integrals to a linear combination of a basis of integrals, which can be solved, in turn, by means of coupled differential equations. We present the calculation of the relevant terms for the OPE for the J/Psi sum rule up to two loops using reduction to master integrals and differential equations to solve them / Mestre

Neste trabalho usamos as regras de soma da QCD para calcular as massas e constantes de acoplamento ou decaimento dos estados exóticos theta+(1540) e cascata--(1862) (pentaquarks), dos mesons escalares charmosos DsJ+(2317), D0(2308) e D0(2405) e do meson axial X(3872). Os mesons foram também tratados como estados exóticos de quatro quarks (tetraquarks). Dois métodos de regra de soma foram aplicados e uma atenção especial foi dada aos limites de validade e incertezas da regra de soma. Em todos os casos encontramos resultados compatíveis com os dados experimentais existentes, mas no caso dos pentaquarks e dos mesons escalares as regras de soma têm algumas de suas condições violadas, levantando a questão sobre a existência das ressonâncias na forma em que foram propostas. Fizemos também uma previsão para um méson axial Xb, que é uma expansão para o setor botônico do modelo assumido para o X(3872). / In this work the QCD Sum Rules have been used to obtain masses and coupling or decay constants of the theta+(1540) and cascade--(1862) pentaquarks, the DsJ+(2317), D0(2308) and D0(2405) charmed scalar mesons and the X(3872) axial meson. The mesons have been treated as 4-quark exotic states (tetraquarks). Two sum rules methods have been used with special attention given to the limits and uncertainties of the sum rules. Results consistent with experimental data have been found in all cases, but some of the sum rules constraints have been violated in the calculation of the pentaquarks and scalar mesons, leaving questions about the existence of the states as they have been built here. A prediction was also made for the mass of a state expanding the model used for X(3872) to the botton sector, named Xb.

Nos utilizamos as Regras de Soma da QCD para a obtencao de fatores de forma e larguras de decaimento dos processos semileptonicos Lambda_b -> Lambda_c + l + nu_l, Lambda_c -> Lambda + l + nu_l e Lambda_b -> p + l + nu_l. Estes decaimentos podem ser representados por uma funcao de tres pontos da corrente fraca de transicao e dos campos interpolantes das particulas envolvidas (por exemplo, Lambda_b e Lambda_c, no primeiro decaimento). Nos calculamos a parte teorica efetuando a expansao do produto de operadores desta funcao de tres pontos. No lado fenomenologico utilizamos a informacao obtida experimentalmente da amplitude de decaimento. Como usualmente se faz nas Regras de Soma da QCD, efetuamos uma transformada de Borel nestes dois lados a fim de obter os fatores de forma. De posse desta informacao podemos obter as larguras de decaimento. Apos o calculo destas quantidades, comparamos nossos resultados com os obtidos experimentalmente.

Usamos as regras de soma da QCD para obter a massa dos pentaquarks \" \'teta\' POT.+\"(1540) e \"\'ksi\' POT.--\" (1862), a largura de decaimento da \"\'teta\' POT.+\" e a constante de acoplamento e fator de forma presentes no vertice J/ \'psi\' \"DD POT.*\". No estudo dos pentaquarks, usamos dois tipos de campos interpolantes contendo dois diquarks altamente correlacionados. Obtemos as massas consistentes com os dados experimentais, porém esta regra de soma têm uma grande contribuição do contínuo e a OPE não é muito boa. Obtivemos uma largura de decaimento compatível com os valores experimentais desde que sejam subtraídos diagramas que representam a \" \'teta\' POT.+\" como um estado ligado K - n. No estudo do vértice vertice J/ \'psi\' \"DD POT.*\" calculamos o fator de forma e a constante de acoplamento, considerando três casos: D off-shell, \"D POT.*\" off-shell e J/ \'psi\' off-shell. A constante de acoplamento é a mesma nesses três casos, porém o fator de forma depende da escolha da partícula off-shell, onde para a J/ \'psi\' off-shell o fator de forma é bem mais duro que o fator de forma obtido para os outros casos. Também comparamos os nossos resultados com outros métodos: o modelo de quark méson constituintes e o modelo de quarks relativísticos constituintes / We use the QCD sum rules to obtain the masses of the pentaquarks _+(1540) and _−−(1862), _+ decay width and the coupling constant and the form factor for the J/ DD* vertex.In the study of the pentaquarks, we use two kinds of interpolating fields, containing two highly correlated diquarks. We get the masses in a good agreement with the experimental value, but this sum rule has a large continuuum contribution and the OPE convergence is not so good. We get the decay width compatible with the experimental value, since we subtract the diagrams that represent _+ as a K − n bound state. In the study of J/ DD* vertex, we calculate the form factor and the coupling constant considering three cases: D off-shell, D* off-shell and J/ off-shell. The coupling constant is the same in those three cases, however the form factor depends on the choice of the particle off-shell, where for the J/ off-shell the form factor is much harder than the form factor obtained for the other cases. We also compare our results with other methods: the constituent quark meson model and the relativistic constituent quark model.

Usamos as regras de soma da QCD para obter a massa dos pentaquarks \" \'teta\' POT.+\"(1540) e \"\'ksi\' POT.--\" (1862), a largura de decaimento da \"\'teta\' POT.+\" e a constante de acoplamento e fator de forma presentes no vertice J/ \'psi\' \"DD POT.*\". No estudo dos pentaquarks, usamos dois tipos de campos interpolantes contendo dois diquarks altamente correlacionados. Obtemos as massas consistentes com os dados experimentais, porém esta regra de soma têm uma grande contribuição do contínuo e a OPE não é muito boa. Obtivemos uma largura de decaimento compatível com os valores experimentais desde que sejam subtraídos diagramas que representam a \" \'teta\' POT.+\" como um estado ligado K - n. No estudo do vértice vertice J/ \'psi\' \"DD POT.*\" calculamos o fator de forma e a constante de acoplamento, considerando três casos: D off-shell, \"D POT.*\" off-shell e J/ \'psi\' off-shell. A constante de acoplamento é a mesma nesses três casos, porém o fator de forma depende da escolha da partícula off-shell, onde para a J/ \'psi\' off-shell o fator de forma é bem mais duro que o fator de forma obtido para os outros casos. Também comparamos os nossos resultados com outros métodos: o modelo de quark méson constituintes e o modelo de quarks relativísticos constituintes / We use the QCD sum rules to obtain the masses of the pentaquarks _+(1540) and _−−(1862), _+ decay width and the coupling constant and the form factor for the J/ DD* vertex.In the study of the pentaquarks, we use two kinds of interpolating fields, containing two highly correlated diquarks. We get the masses in a good agreement with the experimental value, but this sum rule has a large continuuum contribution and the OPE convergence is not so good. We get the decay width compatible with the experimental value, since we subtract the diagrams that represent _+ as a K − n bound state. In the study of J/ DD* vertex, we calculate the form factor and the coupling constant considering three cases: D off-shell, D* off-shell and J/ off-shell. The coupling constant is the same in those three cases, however the form factor depends on the choice of the particle off-shell, where for the J/ off-shell the form factor is much harder than the form factor obtained for the other cases. We also compare our results with other methods: the constituent quark meson model and the relativistic constituent quark model.

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.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho calculamos os fatores de forma e constantes de acoplamento para os vértices B*sBK, B*BsK e BsBK* usando as Regras de Soma da Cromodinâmica Quântica (QCD). Ainda estão incluídos os diagramas não perturbativos. Nós usamos a técnica de considerar dois mésons fora da camada de massa para obter dois fatores de forma diferentes a fim de diminuir as incertezas. Os cálculos das incertezas foram incluídos neste trabalho. / In this work, we calculate the Form Factors and the Coupling Constants for the vertices B*sBK, BsB*K and BsBK* using the QCD Sum Rules. We use the technique of considering two mesons of shell to obtaining two differents form factors in order to give less uncertainty to the obtaining of the coupling constant. The evaluation of the uncertaints were included in this work.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho calculamos os fatores de forma e constantes de acoplamento para os vértices B*sBK, B*BsK e BsBK* usando as Regras de Soma da Cromodinâmica Quântica (QCD). Ainda estão incluídos os diagramas não perturbativos. Nós usamos a técnica de considerar dois mésons fora da camada de massa para obter dois fatores de forma diferentes a fim de diminuir as incertezas. Os cálculos das incertezas foram incluídos neste trabalho. / In this work, we calculate the Form Factors and the Coupling Constants for the vertices B*sBK, BsB*K and BsBK* using the QCD Sum Rules. We use the technique of considering two mesons of shell to obtaining two differents form factors in order to give less uncertainty to the obtaining of the coupling constant. The evaluation of the uncertaints were included in this work.