Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A física de partículas vem atualmente estudando tópicos como o plasma de quarks e glúons (QGP), o bóson de Higgs e a matéria escura, que requerem experimentos de colisões entre partículas cada vez mais energéticas. Para isso, são necessários aceleradores capazes de gerar partículas projéteis a cada vez mais altas energias, o que pode levar a uma nova física. Quando novos dados surgem nos laboratórios, novos processos são necessários para explicar estes dados e algumas vezes a estrutura interna das partículas envolvidas é desconhecida. Nos modelos teóricos, usados para descrever estes processos de espalhamento, é comum introduzir o fator de forma. O fator de forma é simplesmente uma maneira de simular a sub-estrutura das partículas envolvidas nestes processos com função da energia ou momento. A obtenção dos atores de forma pode ser feita usando o método conhecido como Regras de Soma da QCD (RSQCD). Neste trabalho, será estudado o vértice D*Dp usando as RSQCD, de modo que seja possível obter os seus fatores de forma e sua constante de acoplamento. Para isso, foram estudados os casos em que o méson ρ e o méson D estão fora de suas camadas de massa. O vértice D*Dp é muito importante para entender melhor o ρπ Puzzle, onde o méson Ј/ψ decai ρπ em com um branching ratio maior do que o esperado (este é um processo suprimido pela regra de OZI). Estudando este processo com graus de liberdade mesnicos, é possível escapar da regra de OZI, uma vez que o processo Ј/ψ→ DD → ρπ não é suprimido por OZI. Ao se fazer isso, aparecerá, entre outros, o vértice D*Dp . Este é um vértice que também aparece em outros decaimentos, como por exemplo X(3872) →Ј/ψp e B→Ј/ψD. Ao final do desenvolvimento, os resultados obtidos neste trabalho para o vértice D*Dp foram comparados com outros encontrados na literatura, se mostrando compatíveis com estes outros trabalhos. / The particle physics have been studying topics like the Quark-Gluon Plasma (QGP), Higgs boson and dark matter, which require experiments in heavy-ion collisions. Therefore, accelerators capable of generate high energy particle beams are necessary and may generate new physics. When new data arise in the laboratories, new processes are necessary to explain this data and sometimes, the internal structure of the involved particles is unknow or are virtual. In the theoretical models, used to describe this scattering processes, is common to introduce the form factors. The form factor is a way to simulate the sub-structure of the involved particles as function of energy or momentum. The form factor can be obtained using a method called QCD Sum Rules (QCDSR). In this work, the vertex D*Dp will be studied using the QCDSR, in order to obtain its form factors and coupling constant.The D*Dp vertex is very important to understand the ρπ Puzzle, where the Ј/ψ meson decays in ρπ with a branching ratio bigger than expected (this is a suppressed process by the OZI Rule). Studying this process with hadronic degrees of freedom, its possible to escape of the OZI rule, once the Ј/ψ→ DD → ρπ is not suppressed by the OZI rule. In this process, the D*Dp vertex is necessary. There are other processes where this vertex is necessary: X(3872)→Ј/ψp and B→Ј/ψD for example. In this work, was only possible to obtain results from the ρ off-shell diagram. This results were compared with others obtained in the literature.

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.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, foram calculados os fatores de forma e as constantes de acoplamento dos vértices mesônicos J/ψ DsDs, J/ψ Ds*Ds e J/ψ Ds*Ds*usando a técnica das regras de soma da QCD (RSQCD) até a ordem 5 da OPE. Estes três vértices estão envolvidos em algumas das numerosas hipóteses que tentam explicar a estrutura interna de alguns mésons charmosos exóticos que começaram a ser observados a partir de 2003. Tais mésons não se encaixam no espectro do charmonium e/ou apresentam números quânticos exóticos dentro do modelo CQM (constituent quark model). Um exemplo é o méson Y(4140), cujo decaimento observado é no par J/ψφ enquanto o esperado seria que tivesse decaimento predominante em mésons com open charm, devido à sua massa. Uma das propostas para se entender este méson consiste em estudá-lo como um estado molecular Ds*ar{D}s*, de modo que seu decaimento seria Y(4140) → Ds* ar{D}s* → J/ψφ. Neste processo, aparecerão os vértices de interação estudados neste trabalho, de maneira que o conhecimento mais preciso de seus fatores de forma e de suas constantes de acoplamento pode beneficiar a compreensão sobre a constituição fundamental do Y(4140) assim como a de outros novos estados como o X(4350), Y(4274) e Y(4660) por exemplo. Foram considerados neste trabalho, todos os casos off-shell possíveis para cada um dos três vértices, obtendo assim dois fatores de forma distintos para o vértice J/ψ DsDs, três para o vértice J/ψ Ds*Ds e dois para o vértice J/ψ Ds* Ds*. Nestes três vértices, os fatores de forma para o caso J/ψ off-shell foram bem ajustados por curvas monopolares enquanto os casos Ds e Ds* foram ajustados por curvas exponenciais, o que está de acordo com o comportamento encontrado em trabalhos anteriores do grupo. Os cálculos das constantes de acoplamento tiveram como resultados: g_{J/ψ Ds Ds} = 5.98^{+0.67}_{ -0.58}, g_{J/ψ D*s Ds} = 4.30_{+0.41}^{-0.35}GeV^{-1} e g_{J/ψ Ds* Ds*} = 7.47^{+1.04}_{-0.71}, resultados estes que estão compatíveis com os trabalhos anteriores que utilizaram as RSQCD para o cálculo das constantes de acoplamento dos vértices J/ψ D(*)D(*). / In this work, the form factors and coupling constants of the meson vertices J/ψ DsDs, J/ψ Ds*Ds and J/ψ Ds*Ds* have been calculated with the QCD sum rule (QCDSR) technique up to dimension 5 of the operator product expansion (OPE). These three vertices are involved in some of the numerous hypotheses that attempt to explain the internal structure of some exotic charmed mesons which began to be observed since 2003. Such mesons do not fit in the charmonium spectrum and/or have exotic quantum numbers within the CQM (constituent quark model). An example is the Y(4140) meson, which decays in the pair J/ψφ while the expected would be a dominant decay in open charm mesons. One of the proposals to understand this meson is to study it as a molecular state Ds*{D}s*, so it would decay as Y(4140)→ Ds* {D}s* → J/ψφ.In this process, the vertices studied in this work will appear, so the more accurate knowledge of their form factors and their coupling constants can benefit our understanding of the fundamental constitution of the Y(4140) as well as other new states as the X(4350), Y(4274) and Y (4660) eg. In this study all possible off-shell cases for each of these three vertices were considered, thus obtaining two different form factors for the vertex J/ψ DsDs, three for the vertex J/ψ Ds*Ds and two for the vertex J/ψ Ds* Ds*. In these three vertices, the form factors for the J/ψ off-shell case were well fitted by monopolar curves, while the Ds and Ds* off-shell cases were well fitted by exponential curves which is in agreement with the behavior found in previous work of the group. The calculations of the coupling constants leaded to the following results: g_{J/ψ Ds Ds} = 5.98^{+0.67}_{-0.58}, g_{J/ψ Ds* Ds} = 4.30^{+0.41}_{-0.35}GeV^{-1} and g_{J/ψ Ds* Ds*} = 7.47^{+1.04}_{-0.71}, these results are compatible with previous QCDSR works for the non strange vertices J/ψD(*)D(*).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, foram calculados os fatores de forma e as constantes de acoplamento dos vértices mesônicos J/ψ DsDs, J/ψ Ds*Ds e J/ψ Ds*Ds*usando a técnica das regras de soma da QCD (RSQCD) até a ordem 5 da OPE. Estes três vértices estão envolvidos em algumas das numerosas hipóteses que tentam explicar a estrutura interna de alguns mésons charmosos exóticos que começaram a ser observados a partir de 2003. Tais mésons não se encaixam no espectro do charmonium e/ou apresentam números quânticos exóticos dentro do modelo CQM (constituent quark model). Um exemplo é o méson Y(4140), cujo decaimento observado é no par J/ψφ enquanto o esperado seria que tivesse decaimento predominante em mésons com open charm, devido à sua massa. Uma das propostas para se entender este méson consiste em estudá-lo como um estado molecular Ds*ar{D}s*, de modo que seu decaimento seria Y(4140) → Ds* ar{D}s* → J/ψφ. Neste processo, aparecerão os vértices de interação estudados neste trabalho, de maneira que o conhecimento mais preciso de seus fatores de forma e de suas constantes de acoplamento pode beneficiar a compreensão sobre a constituição fundamental do Y(4140) assim como a de outros novos estados como o X(4350), Y(4274) e Y(4660) por exemplo. Foram considerados neste trabalho, todos os casos off-shell possíveis para cada um dos três vértices, obtendo assim dois fatores de forma distintos para o vértice J/ψ DsDs, três para o vértice J/ψ Ds*Ds e dois para o vértice J/ψ Ds* Ds*. Nestes três vértices, os fatores de forma para o caso J/ψ off-shell foram bem ajustados por curvas monopolares enquanto os casos Ds e Ds* foram ajustados por curvas exponenciais, o que está de acordo com o comportamento encontrado em trabalhos anteriores do grupo. Os cálculos das constantes de acoplamento tiveram como resultados: g_{J/ψ Ds Ds} = 5.98^{+0.67}_{ -0.58}, g_{J/ψ D*s Ds} = 4.30_{+0.41}^{-0.35}GeV^{-1} e g_{J/ψ Ds* Ds*} = 7.47^{+1.04}_{-0.71}, resultados estes que estão compatíveis com os trabalhos anteriores que utilizaram as RSQCD para o cálculo das constantes de acoplamento dos vértices J/ψ D(*)D(*). / In this work, the form factors and coupling constants of the meson vertices J/ψ DsDs, J/ψ Ds*Ds and J/ψ Ds*Ds* have been calculated with the QCD sum rule (QCDSR) technique up to dimension 5 of the operator product expansion (OPE). These three vertices are involved in some of the numerous hypotheses that attempt to explain the internal structure of some exotic charmed mesons which began to be observed since 2003. Such mesons do not fit in the charmonium spectrum and/or have exotic quantum numbers within the CQM (constituent quark model). An example is the Y(4140) meson, which decays in the pair J/ψφ while the expected would be a dominant decay in open charm mesons. One of the proposals to understand this meson is to study it as a molecular state Ds*{D}s*, so it would decay as Y(4140)→ Ds* {D}s* → J/ψφ.In this process, the vertices studied in this work will appear, so the more accurate knowledge of their form factors and their coupling constants can benefit our understanding of the fundamental constitution of the Y(4140) as well as other new states as the X(4350), Y(4274) and Y (4660) eg. In this study all possible off-shell cases for each of these three vertices were considered, thus obtaining two different form factors for the vertex J/ψ DsDs, three for the vertex J/ψ Ds*Ds and two for the vertex J/ψ Ds* Ds*. In these three vertices, the form factors for the J/ψ off-shell case were well fitted by monopolar curves, while the Ds and Ds* off-shell cases were well fitted by exponential curves which is in agreement with the behavior found in previous work of the group. The calculations of the coupling constants leaded to the following results: g_{J/ψ Ds Ds} = 5.98^{+0.67}_{-0.58}, g_{J/ψ Ds* Ds} = 4.30^{+0.41}_{-0.35}GeV^{-1} and g_{J/ψ Ds* Ds*} = 7.47^{+1.04}_{-0.71}, these results are compatible with previous QCDSR works for the non strange vertices J/ψD(*)D(*).