Quantum chromodynamics (QCD) is the modern theory of strong interactions. Quarks and
antiquarks interact extit{via} gluons, the gauge bosons, and form well-know bound states,
namely mesons and baryons. This non-Abelian gauge theory predicts the existence of
unconventional states of quarks and gluons: Exotic hadrons. Their observation remains a
difficult task since their properties are poorly known. Their theoretical study is a
challenging task and will guide experimentalists in their work. This thesis is devoted to two
main types of exotic hadrons: Hybrid mesons and glueballs.
Hybrid mesons are mesons in which the gluon field is in an excited state. In constituent
models, the excitation of the flux tube is interpreted in term of a constituent gluon. In this
thesis, the connection between the two pictures, flux tube excitation and constituent gluon,
is demonstrated. Using the technique of the auxiliary field, we reproduce, from the three-body
system quark-antiquark-gluon, the excitations of the quark-antiquark potential observed in
lattice QCD. We complete our study of mesons with exotic quantum numbers by performing a
analysis of the low-lying spectrum.
Glueballs are hadronic states with no valence quarks. Theoretical developments suggests that
confined gluons gain a constituent mass inside glueballs. According to this, a gluon can be
considered as a heavy spin-1 particle. Two- and three-gluon glueballs are then similar of
heavy meson and baryon systems. We preformed a complete study of the low-lying spectrum of
these glueballs. The comparison with the pure gauge results from lattice QCD showed a
disagreement and led us to the conclusion that the gluon degree-of-freedom was not correctly
taken into account. Indeed, the implementation of transverse gluons at the level of the wave
functions solved this problem for two-gluon glueballs.
For both systems, hybrid mesons and glueballs, we used semi-relativistic Hamiltonians since
they remain valid for massless particles. A code in Gaussian basis was developed to solve our
eigenvalue problems. For this purpose, we found the matrix elements between Gaussian functions
for various operators.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:BICfB/oai:umh.ac.be:ETDUMH:UMHetd-03102009-154620 |
| Date | 28 November 2008 |
| Creators | Mathieu, Vincent |
| Contributors | Semay, Claude, Daubie, Evelyne, Spindel, Philippe, Silvestre-Brac, Bernard, Baye, Daniel, Vento, Vicente |
| Publisher | Universite de Mons Hainaut |
| Source Sets | Bibliothèque interuniversitaire de la Communauté française de Belgique |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | text |
| Format | application/pdf |
| Source | http://theses.umh.ac.be/ETD-db/collection/available/UMHetd-03102009-154620/ |
| Rights | unrestricted, J'accepte que le texte de la thèse (ci-après l'oeuvre), sous réserve des parties couvertes par la confidentialité, soit publié dans le recueil électronique des thèses UMH. A cette fin, je donne licence à UMH : - le droit de fixer et de reproduire l'oeuvre sur support électronique : logiciel ETD/db - le droit de communiquer l'oeuvre au public Cette licence, gratuite et non exclusive, est valable pour toute la durée de la propriété littéraire et artistique, y compris ses éventuelles prolongations, et pour le monde entier. Je conserve tous les autres droits pour la reproduction et la communication de la thèse, ainsi que le droit de l'utiliser dans de futurs travaux. Je certifie avoir obtenu, conformément à la législation sur le droit d'auteur et aux exigences du droit à l'image, toutes les autorisations nécessaires à la reproduction dans ma thèse d'images, de textes, et/ou de toute oeuvre protégés par le droit d'auteur, et avoir obtenu les autorisations nécessaires à leur communication à des tiers. Au cas où un tiers est titulaire d'un droit de propriété intellectuelle sur tout ou partie de ma thèse, je certifie avoir obtenu son autorisation écrite pour l'exercice des droits mentionnés ci-dessus. |
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