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.

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.

O Modelo Padrão (MP) da Física de Partículas é uma descrição extremamente bem sucedida dos dados experimentais com que contamos hoje. No entanto, as suas limitações são aparentes pelo fato dele possuir um grande número de parâmetros arbitrários. Mais importante ainda, no MP a escala eletrofraca é instável, o que dá lugar ao chamado problema da hierarquia de escalas. A solução desse problema requer nova física na escala TeV, que é precisamente a escala de energia a ser explorada no Large Hadron Collider (LHC) do CERN. Neste trabalho foi estudada a fenomenologia de Teorias Quiver, que são extensões do Modelo Padrão (MP) que descrevem nova física na escala TeV. Foram investigadas teorias da escala eletrofraca onde a hierarquia com a escala ultravioleta, ou seja, a escala de Planck, é gerada por uma estrutura de cadeia de grupos de gauge espontaneamente quebrados em cascata. Essas teorias, também geram a hierarquia das massas dos férmions de forma natural, mas são puramente quadridimensionais. Porém, elas podem ser construídas a partir de teorias com uma dimensão extra curva, com métrica anti de Sitter. Desta forma, as teorias resultantes tem várias propriedades boas das teorias com dimensões extras, mas são mais gerais e melhor comportadas no ultra-violeta. Foram calculados os acoplamentos do primeiro estado excitado dos bósons de gauge com quarks do MP. É possível determinar a localização dos férmions no Quiver, analogamente à localização na dimensão extra. Deste modo, define-se os acoplamentos para um certo número de sítios. Esse trabalho tem como objetivo o estudo da fenomenologia das chamadas Teorias Quiver no LHC. Foram obtidos vínculos de massa para ressonâncias na escala TeV. Tanto dados vindo de experimentos de precisão eletrofracos quanto de detecção direta restringem a teoria para a massa do estado excitado do bóson de gauge a MG > 3 TeV. Dados vindos da próxima fase do LHC, com maior energia e luminosidade, irão resultar em vínculos de detecção direta que ultrapassam os limites dos vínculos indiretos de sabor e precisão eletrofraca. / The Standard Model of Particle Physics (SM) is a very successful description of the experimental data gathered until now. However, this model has limitations due to the large number of arbitrary parameters. More importantly, the electroweak scale is unstable, which results in the scale hierarchy problem. The solution to this problem requires new physics at the TeV scale, which is precisely the energy scale to be explored at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN. We have studied the phenomenolgy of Full Hierarchy Quiver Theories (FHQT), which is an extension of the Standard Model (SM) that describes new physics at the TeV scale. We have investigated theories of the electroweak scale, where the hierarchy with the ultraviolet scale (e.g. Plank scale) is generated by a chain of gauge groups spontaneously broken by ordered vacuum expectation values. These four-dimensional quantum field theories also generate the fermion mass hierarchy in a natural way. They can be obtained by deconstruction of models with a curved extra dimension in an anti-de Sitter backround. Thus, the resultant four-dimensional theories have many of the desired properties that extra dimensional theories have, alas without some of its problems. We have calculated the couplings acquired from the interaction between the first excited mode of the gauge boson with SM quarks. It is possible to obtain the localization of the wave function of the fermion zero modes in a similar way it is done in extra dimensional theories. Thus the couplings depend on the number of sites in the theory. This project has the purpose of studying the phenomenology of what we call full hierarchy quiver theories (FHQT). We obtained bounds of resonance masses at the TeV scale. Both data from electroweak precision measurements and direct detection result in MG > 3 TeV. Data from the next run at the LHC, at higher energies and luminosities, will result in the first direct search bounds that surpass indirect flavor and electroweak precision limits.

A experiência E781/SELEX acumulou um total de 1 bilhão de eventos de trígger charmoso em fita utilizando um feixe secundário de POT.-/ POT.- de 600 GeV/c e um de próton de 500 GeV/c, ambos a partir do feixe de prótons de 800 GeV/c gerado pelo Tevatron no Fermilab. Aqueles incidiram em alvos de cobre e carbono com o objetivo de estudar a produção e o decaimento de estados charmosos. Neste trabalho estudamos os estados POT. ++0 IND.C(2455) c++/- e POT. ++0* IND.C (2520) POT.+ IND. C POT. +/- a partir dos dados da E781 tomados durante o período de Dezembro de 1996 até Setembro de 1997. Obtivemos as medidas de massa e largura para dos báríons IND.C e * IND.C com valores: M IND. c++ M IND. c+ = 167.5 ± 0.5 ± 0.2MeV/c2, M IND. c POT.0 -- M IND. c+ = 167.9 ± 0.7 ± 1.2 MeV/c2, M IND. c++* M IND. c+ = 237.4 ± 4.9 ± 3.1MeV/c2, M IND. c POT.0* -- M IND. c+ = 232.6 ± 1.7 ± 1.3 MeV/c2, M IND. c++- = 16.2 ± 7.8 ± 5.5MeV e M IND. c POT.0* = 9.1 ± 6.0 ± 6.2MeV. Fizemos também o estudo de hadroprodução destes estados medindo o parâmetro que caracteriza a distribuição em x IND.f. OS valores obtidos são: n IND. c++ = 2.57 ± 0.57 ± 0,45, n IND. c POT.0 = 1.37 ± 0,27 ± 0.43, n IND. c++ = 2,13 ± 0,26 ± 0,61, n IND. c POT.0- =2.05 ± 0,35 ± 0,80. / The experiment E781/SELEX collected a total of 1 billion charm trígger events ou tape using a 600 GeV/c -/ and a 500 GeV/c proton secondary beams, both from the 800 GeV/c proton beam delivered by the Fermilab Tevatron, Those beams reached the copper and carbon targets. The main goal was to study charm hadron production and decays. This work is dedicated to study the c++/0(2455) c++/- e c (++/0)*(2520) c++/- states from the E781 data obtained from December 1996 to September 1997. We obtained the mass and width values for the c and c* bárions as: M c++ M c+ = 167.5 ± 0.5 ± 0.2MeV/c2, M c0 -- M c+ = 167.9 ± 0.7 ± 1.2 MeV/c2, M c++* M c+ = 237.4 ± 4.9 ± 3.1MeV/c2, M c0* -- M c+ = 232.6 ± 1.7 ± 1.3 MeV/c2, M c++- = 16.2 ± 7.8 ± 5.5MeV e M c0* = 9.1 ± 6.0 ± 6.2MeV. We also studied the hadroproduction for those states measuring the paramenter that characterizes the xf distribution. The values obtained are: n c++ = 2.57 ± 0.57 ± 0,45, n c0 = 1.37 ± 0,27 ± 0.43, n c++- = 2,13 ± 0,26 ± 0,61, n c0- =2.05 ± 0,35 ± 0,80.

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.

Estudamos os efeitos de correções relativísticas a interação spin-spin no espalhamento núcleon no modelo de quarks. No nível dos hádrons utilizamos o Método do Grupo Ressonante (RGM) em segunda quantização para obter um potencial entre o méson e o barion em função de um potencial entre quarks constituintes. Para esse potencial no nível dos quarks utilizamos um potencial de troca de um gluóns onde os espinores do charm são truncados em segunda ordem em momento e os espinores dos quarks up e down sao truncados em quarta ordem obtendo assim um potencial tipo Fermi-Breit. O potencial entre os hádrons é então utilizado para calcular a seção de choque na aproximação de Born. Na ausência de dados experimentais, ajustamos nosso modelo e comparamos os resultados com os obtidos por Hilbert et al. (2007) [1]. / We study the effects of relativistic corrections to spin-spin interaction in the c-nucleon scattering in quark model. At hadron level we use the Ressonating Group Method (RGM) in second quanti- zation in order to obtain a potential between the meson and baryon as a funtion of the potential between constituent quarks. To obtain this potential at quark level we use a one gluon exchange potential in which the charm spinors are truncated at second order in momentum and the quarks up and down spinors are truncated at fourth order in momentum obtaining thus a Fermi-Breit-like potential. Then the potential between hadrons is used to calculate the scattering cross section in the Born approximation. In the absence of experimental data we adjust our model and compare our results with the ones obtained by Hilbert et al. (2007) [1].

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.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A linha principal dessa tese relaciona-se com teorias supersimÃtricas. Junta-se à essa linha principal uma discussÃo sobre propagadores de campos de Kalb-Ramond em branas. Na realidade os campos anti-simÃtricos sÃo outro fio condutor deste trabalho, aparecendo em quase todos os tÃpicos. Inicialmente, em branas do tipo delta de Dirac, tÃpicas dos modelos de Dvali de Randall-Sundrum, mostramos que a relaÃÃo que ocorre entre os propagadores de campos vetoriais em D=4 e D=5 dimensÃes espaÃo-temporais, continua vÃlida quando tratamos campos tensoriais anti-simÃtricos. Tal resultado subsidia especulaÃÃes de que campos tensoriais podem ser localizados na brana. No que tange a teorias com supersimetria, nossas investigaÃÃes se dividem em trÃs direÃÃes, a saber: 1) modelos topolÃgicos em D=5, no contexto da chamada pseudo-supersimetria, 2) construÃÃo de uma descriÃÃo plena do superespaÃo em D=5, inÃdita na literatura, a qual denominamos de superespaÃo intrÃnseco, para diferenciar da proposta de pseudo-supersimetria em D=5, 3) descriÃÃo do efeito Aharanov-Casher em uma teoria supersimÃtrica em D=4 com termo de quebra de Lorentz. Quanto a modelos topolÃgicos, realizamos a extensÃo pseudosupersimÃtrica em D=5, de um termo com estrutura anÃloga ao termo de Chern-Simons, mas envolvendo apenas o campo tensorial de gauge de Kalb-Ramond . Obtivemos a expansÃo completa dos supercampos e demonstramos em detalhes o nÃmero de graus de liberdade do tensor anti-simÃtrico de rank-2 em D=5. Uma vez que construÃmos a expansÃo completa do supercampo de Kalb-Ramond, determinamos o parceiro fermiÃnico do termo topolÃgico 5-dimensional. Por outro lado, insatisfeitos com o formalismo existente na literatura para tratar sistemas com supersimetria em (4+1) dimensÃes, especialmente tendo em vista aplicaÃÃes em teorias de branas, construÃmos o formalismo de superespaÃo N=1 - D=5. Encontramos os geradores, e, conseqÃentemente, as derivadas covariantes de supersimetria e mostramos que existe uma dependÃncia explÃcita da quinta coordenada. Este à um resultado que permite propagaÃÃo na dimensÃo extra, a qual nÃo à descrita no formalismo de pseudosupersimetria uma vez que sÃo usadas as mesmas derivadas covariantes de supersimetria de quatro dimensÃes. Escrevemos o Modelo de Wess-Zumino em cinco dimensÃes usando o formalismo de supersimetria intrÃnseca, assim como um supercampo vetorial, o que permitiu a construÃÃo de uma teoria manifestamente supersimÃtrica em D=5 com invariÃncia de gauge. Por fim, no contexto de uma teoria supersimÃtrica em D=4, utilizamos um ansatz para quebrar a simetria de Lorentz, simplesmente impondo que determinado campo do modelo à constante, ao mesmo tempo em que a supersimetria à preservada. Adicionamos o termo de Fayet-Illiopoulos, que nos fornece um potencial e a partir da presenÃa desse potencial escrevemos uma nova lagrangiana que permite obter o efeito Aharonov-Casher em uma teoria supersimÃtrica com termo de quebra de Lorentz. Vale a pena mencionar ainda, quatro apÃndices, a saber: convenÃÃo e revisÃo de espinores; formas diferenciais para supercampos; a prova detalhada da existÃncia de trÃs graus de liberdade on-shell em D=5 para o campo de Kalb-Ramond; e Ãlgebra de deSitter nas representaÃÃes vetorial e espinorial SO(1,4).

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