[pt] Apesar de ser considerada uma teoria de sucesso no campo das partículas
e interações fundamentais, o Modelo Padrão é considerado incompleto porque
ainda deixa uma série de questões em aberto. Para abordar algumas delas, é
necessário estudar processos tais como decaimento de partículas. Em particular, os decaimentos de hádrons pesados, como os mésons D e B, podem ser
sensíveis à física além do Modelo Padrão, como novas fontes de violação de
carga-paridade e novas interações. No entanto, com massas na faixa de poucos
GeV, onde os cálculos perturbativos da cromodinâmica quântica são limitados, modelos fenomenológicos são necessários para descrever seus decaimentos
hadrônicos. Nesta dissertação, um estudo da dinâmica de decaimento de 3
corpos do canal Ds+ em K−K+K+ é apresentado pela primeira vez e utiliza
duas abordagens fenomenológicas para descrever a amplitude do decaimento:
o Modelo Isobárico e a chamada Quasi-Model Independent Partial Wave Analysis (QMIPWA). As amostras utilizadas correspondem aos dados coletados na
run 2 do experimento LHCb (entre os anos 2016-2018) com colisões prótonpróton a uma energia de centro de massa de 13 TeV. A análise é realizada após
um processo de seleção para reduzir o background, levando a uma amostra final com cerca de 100 mil decaimentos. Para realizar a análise de amplitudes
no Dalitz plot do decaimento, o background remanescente e a eficiência ao
longo do gráfico de Dalitz são parametrizados. No caso em que a amplitude de
decaimento é descrita pelo Modelo Isobárico, os resultados obtidos mostram
uma dominância da ressonância phi(1020) e uma composição de ressonâncias escalares, f0(980) como a mais clara, sendo formada como estados intermediários,
e uma pequena mas não desprezível contribuição das ressonâncias de spin-2. O
Modelo Isobárico oferece uma descrição qualitativa da dinâmica de decaimento,
mas não fornece um ajuste de boa qualidade, mesmo quando uma variedade
de possíveis estados intermediários são adicionados ao modelo de amplitude.
Por outro lado, o QMIPWA como ferramenta para descrever o setor escalar
revelou-se difícil para a região de massa K−K+ acima de 1.3 GeV e sensível às
ressonâncias de spin mais alto adicionadas ao modelo, tornando difícil e menos
confiável a interpretação dos resultados obtidos. Ainda com as limitações encontradas nos dois modelos, a análise apresentada aqui representa um passo
importante para o entendimento da dinâmica deste decaimento, abrindo caminho para estudos com maior estatística no run 3 do LHCb. / [en] Despite of being considered a successful theory in the field of fundamental particles and interactions, the Standard Model is considered incomplete
because it still leaves a number of open questions. In order to address some of
these, it is necessary to study physical processes such as particle decays. In particular, the decays of heavy hadrons such as D and B mesons can be sensitive
to physics beyond the Standard Model, such as new sources of charge-parity
violation and new interactions. Nevertheless, at masses at the few GeV range,
where perturbative calculations of quantum chromodynamics are limited, phenomenological models are needed to describe their hadronic decays.
In this dissertation, a study of the 3-body decay dynamics of the
Ds+ to K-K+K+ channel is presented for the first time and uses two
phenomenological approaches to describe the decay amplitude: the Isobar
Model and the Quasi-Model Independent Partial Wave Analysis (QMIPWA).
The samples used corresponds to the data collected in Run 2 of the LHCb
experiment (between the years 2016-2018) with proton-proton collisions at a
center-of-mass energy of 13 TeV.
The analysis is performed after a selection process to reduce background,
leading to a final sample of about 100 thousand decays. To perform the
amplitude analysis fit to the Dalitz plot of the decay, the remaining background
and the efficiency across the Dalitz plot are parametrized. In the case of the
Isobar Model, the results obtained show a dominance of the phi(1020) resonance
and a composition of scalar resonances, f0(980) as the most clear one, being
formed as intermediate states, and a small but not negligible contribution of
spin-2 resonances. The Isobar Model offers a qualitative description of the
decay dynamics but does not provide a good quality fit, even when a variety
of possible intermediate states are added to the amplitude model. On the
other hand, the QMIPWA as a tool to describe the scalar sector revealed itself
difficult for the region of K−K+ mass above 1.3 GeV and sensitive to the
higher-spin resonances added to the model, making it difficult and less reliable
to interpret the results obtained. Even with the limitations found through
both models, the analysis presented here represent an important step towards
the understanding of the dynamics of this decay, opening the path to further
studies with higher statistics in run 3 of LHCb.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:62524 |
| Date | 15 May 2023 |
| Creators | GUSTAVO ALEJANDRO LOACHAMIN ORDONEZ |
| Contributors | CARLA GOBEL BURLAMAQUI DE MELLO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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