Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matermáticas. Programa de Pós-graduação em Física, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:06:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340358.pdf: 834249 bytes, checksum: f7763d5869e3f7424956104ed9ab2028 (MD5) Previous issue date: 2016 / O estudo da fenomenologia de colisões hadrônicas apresentou um crescimento espetacular em qualidadee quantidade nos últimos anos com o surgimento dos aceleradores de partículas modernos,notadamente com o LHC. Isso permitiu a observação de novos fenômenos físicos, entre os quais temosas interações multi-partônicas (MPI), onde destacamos o espalhamento duplo de pártons (DPS).Nesta dissertação, nós estudamos a contribuição do DPS com base no processo gg ! gg nos níveisde energia do LHC. O processo DPS, que pode ser descrito como sendo um processo perturbativopode ocorrer quando dois pares de pártons interagem entre si em uma mesma colisão próton - próton.Após fazermos uma breve introdução no Cap. 1, no Cap. 2 apresentamos os aspectos básicos da QCDperturbativa, das partículas fundamentais e das interações elementares da natureza. No Cap. 3, o espalhamentoprofundamente inelástico é revisto, bem como as interações de espalhamento simples depártons (SPS) e de DPS são abordadas. O Cap. 4 é dedicado à análise da seção de choque total, bemcomo de alguns modelos teóricos já existentes. No Cap. 5, os resultados reproduzidos e calculadossão apresentados e discutidos. Encontrou-se a razão entre as constantes dos termos dominantes dasseções de choque calculadas via SPS e DPS, diferindo por um fator bem definido. No Cap. 6 está aconclusão deste estudo e as perspectivas de trabalho são discutidas, incluindo a análise do significadodo fator encontrado e o desenvolvimento de resultados teóricos para a seção de choque total.<br> / Abstract: The study of the phenomenology of hadron collisions presented a spectacular growth in quality and quantity in the last years with the appearance of modern particle accelerators, specially, the LargeHadron Collider. This allowed the observation of new physical phenomena, among which we have the multi-parton interactions (MPI), where we highlight the double parton interactions (DPS). In this dissertation, we study the contribution of the DPS from the process gg-gg at the energy levels of LHC. The DPS process, that can be described as a perturbative process, can occur when two pairs of partons interact themselves in a same proton-proton collision. After we make a brief introduction in Ch. 1, in Ch. 2, we show the basics aspects of the perturbative Quantum Chromo Dynamics (QCD),the fundamental particles and the elementary interactions of the Nature. In the Ch. 3, the deeply inelastic scattering is revisited, as well single parton scattering (SPS) and DPS interactions. Ch. 4 is devoted to the total cross section analysis, as well some existing theoretical models. In the Ch. 5, there produced and calculated results are shown and discussed. The ratio between the constants of the dominant terms in SPS and DPS cross sections was found, it is a well defined factor. In Ch. 6 theconclusion of this work is presented and future work is discussed, including analysing the meaning of the factor found and developing theoretical results for the total cross section.

Made available in DSpace on 2018-07-27T18:26:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-16. Added 1 bitstream(s) on 2018-07-27T18:30:43Z : No. of bitstreams: 1 000875923.pdf: 1054863 bytes, checksum: 3bb8e98d1fc3ff8911eda249455d642f (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A presente tese é baseada em parte do trabalho realizado durante o Doutorado e diz respeito aos dois domínios da Cromodinâmica Quântica (QCD) a temperatura zero: o regime confinado, a baixas energias, e o assintoticamente livre, a altas energias. Com o objetivo de cumprir uma ponte entre estes domínios e inspirado em sugestões de aprimoramentos da série perturbativa, este trabalho investiga uma proposta para uma expansão perturbativa aprimorada, a ser um método aplicável tanto à fenomenologia da QCD quanto a estudos de seu regime não-perturbativo. A proposta consiste numa expansão em loops efetivos - um híıbrido entre equações de Schwinger-Dyson e expansão em loops usual, fazendo uso de ferramentas desta porém vestindo certas quantidades como forma de considerar seu comportamento completo dentro de loops. A tese descreve os principais avanços nesse sentido, na aplicação a funções de correlação - em particular os propagadores do gluon e do ghost, como um passo preliminar a futuras aplicações. Após lidar com questões de transversalidade do propagador do gluon e renormalizabilidade no método, a expansão em loops efetivos na sua presente forma contém gluons (dinamicamente) massivos e uma carga efetiva, além da possiblidade de uma vestimenta para o vértice de três gluons. Nesta formulação, foram obtidos resultados qualitativos razoáveis para o comportamento não-perturbativo completo dos propagadores do ghost e do gluon, e comparação com a rede é analisada. Perspectivas de curto e de mais longo prazo são discutidas / This thesis is based on part of the work done during the Ph.D., and it concerns the two distinguished domains of Quantum Chromodynamics (QCD) at zero temperature: the low-energy, confined domain, and the high-energy, asymptotically free one. Aiming to bridge the gap between them, and inspired by suggested improvements of the QCD perturbative series, this work investigates a proposal for an improved perturbative expansion, as a method to be applicable to QCD phenomenology, as well as to nonperturbative studies. The proposal consists in an effective-loop expansion - a hybrid between Schwinger- Dyson equations and usual loop expansions, making use of the latter's framework, yet dressing certain quantities in order to account for their complete behavior inside loops. The thesis describes the main efforts on this matter, in its application to correlation functions - the gluon and ghost propagators, in particular, as a preliminary step preceding further applications. After dealing with issues as transversality of the gluon self-energy and renormalizability within the method, the present form of the effective-loop expansion contains dynamically massive gluons and an effective running charge, besides the possible dressing of the three-gluon vertex. Within this formulation, reasonable qualitative results were obtained for achieving the complete, nonperturbative behavior of the ghost and gluon propagators, and comparison with lattice is analyzed. Readily achievable and longer term prospects are also discussed / FAPESP: 2011/10889-0

Orientador: Gastão Inácio Krein / Banca: Tobias Frederico / Banca: Sadhan Kumar Adhikari / Resumo: O mecanismo de rearranjo de tubos de fluxo predito no limite de acoplamento forte da formulação Hamiltoniana da QCD na rede foi implementado num modelo de quarks constituintes e suas consequências investigadas para o espalhamento méson-méson. O rearranjo de tubos de fluxo leva a efeitos similares aos tradicionais efeitos de troca de quarks com troca de um glúon em interações hádron-hádron. Contudo, enquanto o primeiro está relacionado ao regime de confinamento da QCD, o último está relacionado ao regime de liberdade assintótica desta teoria. Mostra-se aqui que ambos mecanismos levam a resultados qualitativamente similares quando o potencial de rearranjo pode ser escrito como a soma de interações locais quark-quark, antiquark-antiquark e quark-antiquark. Para interações gerais, não locais e de longo alcance, o rearranjo de tubos de fluxo leva a resultados qualitativa e quantitativamente diferentes dos resultados de troca de quarks com troca de um glúon. As consequências disso para a fenomenologia das interações hádron-hádron são discutidas. / Abstract: The mechanism of link rearrangement predicted in the strong coupling limit of Hamiltonian lattice QCD is implemented in a constituent quark model and its consequences for meson-meson scattering are investigated. Link rearrangement leads to effects similar to the traditional quark exchange with one gluon exchange in hadron-hadron interactions. However while the first is related to the confinement regime of QCD, the latter is related to the asymptotic freedom regime of this theory. It is shown here that both mechanisms lead to identical qualitative results when the rearrangement potential can be written as a sum of local quark-quark, antiqurk-antiquark e quark-antiquark. For general, long-range nonlocal interactions, link rearrangement leads to results qualitative and quantitatively different from those of quark exchange with one gluon exchange. The consequences of this for the phenomenology of hadron-hadron interactions are discussed. / Mestre

Orientador: Adriano Antonio Natale / Banca: Gastão Krein / Banca: Eduardo Fraga / Banca: Letícia Palhares / Banca: Marcelo Guimarães / Resumo: A presente tese é baseada em parte do trabalho realizado durante o Doutorado e diz respeito aos dois domínios da Cromodinâmica Quântica (QCD) a temperatura zero: o regime confinado, a baixas energias, e o assintoticamente livre, a altas energias. Com o objetivo de cumprir uma ponte entre estes domínios e inspirado em sugestões de aprimoramentos da série perturbativa, este trabalho investiga uma proposta para uma expansão perturbativa aprimorada, a ser um método aplicável tanto à fenomenologia da QCD quanto a estudos de seu regime não-perturbativo. A proposta consiste numa expansão em loops efetivos - um híıbrido entre equações de Schwinger-Dyson e expansão em loops usual, fazendo uso de ferramentas desta porém vestindo certas quantidades como forma de considerar seu comportamento completo dentro de loops. A tese descreve os principais avanços nesse sentido, na aplicação a funções de correlação - em particular os propagadores do gluon e do ghost, como um passo preliminar a futuras aplicações. Após lidar com questões de transversalidade do propagador do gluon e renormalizabilidade no método, a expansão em loops efetivos na sua presente forma contém gluons (dinamicamente) massivos e uma carga efetiva, além da possiblidade de uma vestimenta para o vértice de três gluons. Nesta formulação, foram obtidos resultados qualitativos razoáveis para o comportamento não-perturbativo completo dos propagadores do ghost e do gluon, e comparação com a rede é analisada. Perspectivas de curto e de mais longo prazo são discutidas / Abstract: This thesis is based on part of the work done during the Ph.D., and it concerns the two distinguished domains of Quantum Chromodynamics (QCD) at zero temperature: the low-energy, confined domain, and the high-energy, asymptotically free one. Aiming to bridge the gap between them, and inspired by suggested improvements of the QCD perturbative series, this work investigates a proposal for an improved perturbative expansion, as a method to be applicable to QCD phenomenology, as well as to nonperturbative studies. The proposal consists in an effective-loop expansion - a hybrid between Schwinger- Dyson equations and usual loop expansions, making use of the latter's framework, yet dressing certain quantities in order to account for their complete behavior inside loops. The thesis describes the main efforts on this matter, in its application to correlation functions - the gluon and ghost propagators, in particular, as a preliminary step preceding further applications. After dealing with issues as transversality of the gluon self-energy and renormalizability within the method, the present form of the effective-loop expansion contains dynamically massive gluons and an effective running charge, besides the possible dressing of the three-gluon vertex. Within this formulation, reasonable qualitative results were obtained for achieving the complete, nonperturbative behavior of the ghost and gluon propagators, and comparison with lattice is analyzed. Readily achievable and longer term prospects are also discussed / Doutor

Orientador: Adriano Antonio Natale / Banca: Adriano Doff Sotta Gomes / Banca: Alex Gomes Dias / Resumo: Alguns aspectos da quebra de simetria quiral para quarks na representação fundamental são discutidos no contexto das equações de Schwinger-Dyson. Estudamos a equação de gap fermionica incluindo o efeito de uma massa dinêmica para os gluons. Ao estudar esta equação de gap verificamos que a intenção não é forte o suficiente para gerar uma massa dinâmica dos quarks compatível com os dados experimentais. Também discutimos como a introdução de um propagador confinante pode mudar este cenário, exatamente como foi proposto por Cornwall [1] recentemente, desta forma estudamos uma equação de gap "completa", composta pela troca de um gluon massivo e por um termo confinante; M('p POT 2') = 'M IND. c('p POT 2') + 'M IND. 1g'('p POT 2'). Encontramos soluções assintótica desta equação de gap nos casos de constante de acoplamento "constante" e "corredora". Este último caso corresponde a um aprimoramento do cálculo com constante de acoplamento "constante" feito por Doff, Machado e Natale [2] / Abstract: Some aspects of chiral symmetry breaking for quarks in the fundamental representation are discussed in the framework of the Schwinger-Dyson equations. We study the fermionic gap equation including effects of dynamical gluon mass. Studying the bifurcation equation of this gap equation we verify that the interaction is not strong enough to generate a satisfactory dynamical quark mass. We also discuss how the introduction of a confining propagator may change this scenario as recently pointed out by Cornwall [1], so we study a "complete" gap equation composed by the one-dressed-gluon exchange term and a confining term: M('p POT 2') = 'M IND. c('p POT 2') + 'M IND. 1g'('p POT 2'). We find asymptotic solutions for this gap equation in the cases of "constant coupling" and "running coupling constant". This last case is an improvement of the constant coupling calculation of Doff, Machado and Natale [2] / Mestre

Orientador: Gastão Inácio krein / Coorientador: Bruno El-Bennich / Banca: Lauro Tomio / Banca: Juan Pablo Carlomagno / Banca: Sidney dos Santos Avancini / Banca: Kazuo Tsushima / Resumo: Nesta tese empregamos um modelo de interação de contato que preserva simetrias para estudar estrututura hadrônica e matéria de quarks. A interação de contato é uma representação de kernels não perturbativos usados em equações de Dyson-Schwinger e Bethe-Salpeter da Cromodinâmica Quântica (QCD). A ideia básica do modelo está baseada num esquema de subtração que evita passos tradicionais no cálculo de de integrais divergentes que invariavelmente levam a violações de simetrias. Em temperatura zero, as equações de Dyson-Schwinger equation para os propagadores dos quarks u; d; s and c são resolvidas e amplitudes de estado ligado de Bethe-Salpeter, que respeitam a invariância sob translações espaço-temporais e as identidades de Ward-Takahashi associadas com simetrias globais da QCD, são obtidas para calcular as massas e as constantes de decaimento eletrofracas dos mésons pseudoscalares π; K, D e Ds e dos mésons vetorias ρ, K*, D* e Ds*. As predições do modelo estão em bom acordo com dados experimentais e da QCD na rede. Em adição, estendemos o modelo para temperaturas diferentes de zero; neste caso, o problema de violação de simetrias está restrito apenas às partes puramente divergentes porque os termos que dependem das distribuições térmicas são finitas e não requerem regularização. Finalmente, investigamos a dependência com a temperatura das contribuições das flutuações quânticas quark-π e quark-σ aos coeficientes de transporte de viscosidade de cisalhamento η e volumétrica ζ e as... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In thesis, a symmetry-preserving contact interaction model is used to study hadron structure and quark matter. The contact interaction is a representation of nonperturbative kernels used in Dyson-Schwinger and Bethe-Salpeter equations of Quantum Chromodynamics (QCD). The basic idea of the model is based on a subtraction scheme that avoids standard steps in the evaluation of divergent integrals that invariably lead to symmetry violation. At zero temperature, the Dyson-Schwinger equation is solved for the u; d; s and c quark propagators and the boundstate Bethe-Salpeter amplitudes respecting spacetime-translation invariance and the Ward-Green-Takahashi identities associated with global symmetries of QCD are obtained to calculate masses and electroweak decay constants of the pseudoscalar π; K, D and Ds and vector ρ, K*, D*, and Ds* mesons. The predictions of the model are in good agreement with available experimental and lattice QCD data. In addition, we extend the model to nonzero temperature; here, the problem of symmetry violation is associated only with the purely divergent parts because the effects due to the termal distributions are finite and do not need regularization. We compute the temperature dependence of the masses and decay constants of the pseudoscalar mesons considered here. Finally, we have investigated the temperature dependence of the contributions of quark-π and quark-σ quantum fluctuations to the transport coefficients of shear η and bulk ζ viscosities and t... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Estudamos as contribuições infravermelhas para as interações párton-párton considerando uma carga efetiva cujo comportamento infravermelho finito é vinculado a uma escala de massa dinâmica. Utilizando um modelo eiconal baseado na Cromodinâmica Quântica (Quantum Chromodynamics, QCD) de maneira a conectar a dinâmica de pártons semiduros com o espalhamento hádron-hádron, obtemos previsões para as seções de choque total próton-próton (pp) e antipróton-próton (¯pp), σpp,¯pp tot , e a razão entre as partes real e imaginária da amplitude de espalhamento frontal, ρpp,¯pp. Discutimos os aspectos teóricos deste formalismo e consideramos as implicações fenomenológicas de uma classe de fatores de forma dependentes de energia no comportamento das amplitudes frontais em altas energias. Nossos resultados, obtidos usando um conjunto atualizado de funções de distribuição partônicas, são consistentes com os dados recentes do experimento TOTEM. / We study infrared contributions to semihard parton-parton interactions by considering an effective charge whose finite infrared behavior is constrained by a dynamical mass scale. Using an eikonal QCD-based model in order to connect this semihard parton-level dynamics to the hadron-hadron scattering, we obtain predictions for the proton-proton (pp) and antiproton-proton (¯pp) total cross sections, σpp,¯pp tot , and the ratios of the real to imaginary part of the forward scattering amplitude, ρpp,¯pp. We discuss the theoretical aspects of this formalism and consider the phenomenological implications of a class of energy-dependent form factors in the high-energy behavior of the forward amplitude. Our results, obtained using a group of updated sets of parton distribution functions, are consistent with the recent data from the TOTEM experiment.

Orientador: Adriano Antonio Natale / Banca: Atílio Cucchieri / Banca: Márcio José Menon / Banca: Maria Beatriz de Leone Gay Ducati / Banca: Rogério Rosenfeld / Resumo: Através da solução das equações de Schwinger-Dyson (ESD) é possível estudar diversos aspectos importantes da QCD não-perturbativa como confinamento e quebra de simetria quiral; desta forma as ESD são, obviamente, muito interessantes para estudo da fenomenologia das interações hadrônicas. Após uma breve revisão sobre equações de Schwinger-Dyson (ESD) e sobre algumas soluções da ESD do propagador do glúon disponíveis na literatura, apresentamos possíveis testes fenomenológicos para estas soluções. Observaremos que apenas uma das soluções apresentadas descreve satisfatoriamente os dados experimentais, e esta solução é compatível com uma massa dinâmica para o glúon. Finalizando, supomos que o glúon têm uma massa dinâmica e calculamos seus efeitos sobre os decaimentos de quarkônios pesados / Abstract: Through the solution of Schwinger-Dyson equations (SDE) it is possible to study important features of nonperturbative QCD such as confinement and chiral symmetry breaking; in this way SDE are, obviously, very interesting for the study of phenomenology of hadronic interactions. After a brief review on SDE and some Solutions of gluon propagator SDE available in literature, we present possible phenomenological tests for these solutions. We shall observe that only one of the solutions presented describes satisfactorily the experimental data, and such solution is compatible with a dynamical mass for the gluon. Eventually, we assume that the gluon has a dynamical mass and calculate its effects on heavy quarkonia decays / Doutor

Resumo: As Regras de Soma da QCD foram usadas para a obtenção do fator de forma no vértice 'capa'capa"AST"'pi' e das constantes de decaimento, 'F IND.'capa' e 'F IND.'capa"AST"'. O método das Regras de Soma da QCD se baseia no princípio da dualidade no qual assume-se que é possível descrever simultâneamente um hadron em dois níveis: em termos dos graus de liberdade de quarks e gluons (chamado de lado da QCD) e em termos de graus de liberdade hadronicos (chamado de lado fenomenológico). As constantes de decaimento ficaram de acordo com os resultados experimentais. Entretanto, nosso trabalho mostrou que a corrente axial, usada para descrever o kaon, não é apropriada para descrever o fator de forma. / Abstract: The QCD Sum Rules had been used to evaluate the form factor in the vertex 'capa'capa"AST"'pi' and the decay constants, 'F IND.'capa' e 'F IND.'capa"AST"'. The method of QCD Sum Rules is based on the duality principle in which it is assumed that the hadrons can simultaneously be described in two levels: quarks and haadrons. The decay constants obtained are in good agreement with the experimental results. However, this work showed that the axial current, used to describe the meson k is not appropriate to study the form factor. / Orientador: Gastão Inácio Krein / Coorientador: Marina Nielsen / Banca: Miriam Enriquetta Bracco / Banca: Bruto Max Pimentel Escobar / Mestre

Estudamos as contribuições infravermelhas para as interações párton-párton considerando uma carga efetiva cujo comportamento infravermelho finito é vinculado a uma escala de massa dinâmica. Utilizando um modelo eiconal baseado na Cromodinâmica Quântica (Quantum Chromodynamics, QCD) de maneira a conectar a dinâmica de pártons semiduros com o espalhamento hádron-hádron, obtemos previsões para as seções de choque total próton-próton (pp) e antipróton-próton (¯pp), σpp,¯pp tot , e a razão entre as partes real e imaginária da amplitude de espalhamento frontal, ρpp,¯pp. Discutimos os aspectos teóricos deste formalismo e consideramos as implicações fenomenológicas de uma classe de fatores de forma dependentes de energia no comportamento das amplitudes frontais em altas energias. Nossos resultados, obtidos usando um conjunto atualizado de funções de distribuição partônicas, são consistentes com os dados recentes do experimento TOTEM. / We study infrared contributions to semihard parton-parton interactions by considering an effective charge whose finite infrared behavior is constrained by a dynamical mass scale. Using an eikonal QCD-based model in order to connect this semihard parton-level dynamics to the hadron-hadron scattering, we obtain predictions for the proton-proton (pp) and antiproton-proton (¯pp) total cross sections, σpp,¯pp tot , and the ratios of the real to imaginary part of the forward scattering amplitude, ρpp,¯pp. We discuss the theoretical aspects of this formalism and consider the phenomenological implications of a class of energy-dependent form factors in the high-energy behavior of the forward amplitude. Our results, obtained using a group of updated sets of parton distribution functions, are consistent with the recent data from the TOTEM experiment.