Núcleon, híperons e bárions pesados na frente de luz.

• Autor(a) principal: Edson Ferreira Suisso
• Data de Publicação: 2002
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA
• Texto Completo: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2505
• topic: Nucleons; Bárions; Fatores de forma; Constantes de acoplamento; Amplitude de decaimento; Assimetria; Polarização; Modelos nucleares; Reações nucleares; Análise numérica; Estrutura nuclear; Física de partículas; Física nuclear; Física

Nesta tese estudamos a estrutura do núcleon, híperons e bárions pesados no estado fundamental, com graus de liberdade efetivos de quarks constituintes. Para tal, utilizamos funções de onda definidas no hiper-plano do espaço-tempo (plano nulo). Generalizamos o modelo dinâmico na frente de luz do núcleon, no qual a interação entre os quarks constituintes é de contato, para estudar o estado fundamental de híperons e bárions pesados. Da solução numérica da equação de Bethe-Salpeter formulada em termos de equações de Faddeev de três quarks no plano nulo, obtivemos a energia de ligação dos quarks constituintes nesses bárions. Desta forma, calculamos as massas dos estados fundamentais desprezando-se o grau de liberdade de spin. Concluímos que a interação efetiva entre os quarks constituintes deve ser independente do sabor para que os valores experimentais dessas massas sejam reproduzidas pelo modelo. A estrutura eletromagnética do núcleon, expressa em termos dos fatores de forma, foi estudada em seguida. Neste estudo incluimos o spin do quark. O acoplamento relativístico entre os campos dos quarks e do núcleon foi expresso através de uma Lagrangeana efetiva. O elemento de matriz da corrente eletromagnética entre estados do núcleon foi calculado na aproximação de impulso, expressa por um diagrama de Feynman triangular de dois "loops", e projetado no plano nulo através da integraço analítica nas energias individuais associadas ao tempo. Desta forma foi possível introduzir a componente de momento da função de onda no cômputo da componente "boa" da corrente eletromagnética no referencial de Breit com o momento transferido na direção transversa. Utilizamos diferentes formas de Lagrangeanas efetivas construídas a partir dos invariantes escalar, vetorial e misto para descrever o acoplamento dos campos dos quarks do par isoescalar no núcleon. Estudamos as propriedades eletromagnéticas estáticas e fatores de forma eletromagnéticos. Verificamos que o fator de forma elétrico do nêutron depende fortemente da forma da Lagrangeana efetiva. Os dados experimentais para o nêutron favorecem o acoplamento escalar entre o par de quarks isoescalar. Os observáveis eletromagnéticos, para momentos transferidos quadrados na faixa de 1-2(GeV/c), são pouco sensíveis à componente de momento da função de onda. Estudamos as correlações entre os observáveis estáticos eletrofracos para os diferentes acoplamentos e diferentes formas da componente de momento da função de onda no plano nulo (formas gaussiana ou polinomial). Mostramos que as diferentes formas de acoplamento de spin dos quarks mantêm a independência de modelo encontrada para as correlações entre observáveis eletrofracos no contexto da construção de Bakamjian-Thomas. Entrentanto, as correlações envolvendo a constante de acoplamento axial, obtidas utilizando-se Lagrangeanas efetivas, apresentam um comportamento distinto daqueles obtidos dentro da construção de Bakamjian-Thomas, em especial no limite no qual o raio do próton é nulo. Obtivemos o fator de forma de Isgur-Wise relevante para os processos de decaimentos semileptônicos de bárions pesados contendo charme e beleza. Neste estudo, generalizando o tratamento relativístico feito para o núcleon, definimos uma Lagrangeana efetiva com acoplamentos escalar, vetorial, e misto do par isoescalar de quarks leves para descrever a estrutura do bárion. Para permitir o limite de massa infinita do quark pesado de uma maneira matematicamente simples nas integrais de momento que definem o fator de forma de Isgur-Wise, foram usadas componentes de momento de função de onda na forma polinomial. Nos processos em questão, as taxas de decaimento foram determinadas a partir da inclusão simultânea de correções ao limite de quarks pesados, tais como: i) correções de primeira ordem no inverso da massa do quark pesado, e ii) efeitos radiativos. Comparamos nossos resultados com outros cálculos encontrados na literatura.