Explorando a Fotoprodução de Mésons Vetoriais no LHC via Colisões Periféricas de Íons Pesados - da Costa, Pedro Eduardo Azevedo da Costa (2025)
Este trabalho investiga a fotoprodução exclusiva de mésons vetoriais pesados (\(J/\psi\) e \(\Upsilon\)) em colisões periféricas de íons pesados nas energias do centro de massa do Large Hadron Collider (LHC). A motivação principal é o excesso de produção de \(J/\psi\) com baixo momento transverso (\(p_T < 0,3\ \text{GeV}/c\)) observado por colaborações como ALICE e STAR. A abordagem emprega o método de Weizsäcker-Williams, no qual a seção de choque hadrônica é decomposta em duas partes: o fluxo de fótons e a seção de choque de fotoprodução. A modelagem do fluxo de fótons considera diferentes configurações geométricas. Para o cálculo da seção de choque de fotoprodução, é utilizado o formalismo do dipolo de cor, incorporando restrições relacionadas à geometria da colisão. Nesse formalismo, o fóton flutua em um par quark-antiquark, que interage com o alvo e posteriormente se recombina formando um estado ligado (méson vetorial). A interação do dipolo com o alvo é descrita por diferentes parametrizações fenomenológicas -- bCGC, IP-SAT e IPnon-SAT -- baseadas nas equações de evolução BK e DGLAP. O estado ligado quark-antiquark é representado por funções de onda, sendo utilizadas nesta dissertação a Boosted Gaussian e a Gauss-LC. Como principais resultados, apresentam-se as distribuições em rapidez para a produção de \(J/\psi\) e \(\Upsilon\), obtidas para duas classes de centralidade (\(50\text{--}70\%\) e \(70\text{--}90\%\)), bem como o valor médio da distribuição em rapidez no intervalo \(2,5 < y < 4,0\). Tais distribuições foram calculadas a partir da combinação da seção de choque de fotoprodução com os diferentes modelos de fluxo de fótons: o fluxo usual com dependência no parâmetro de impacto (\(N^{(0)}\)) e três fluxos efetivos (\(N^{(1)}, N^{(2)}, N^{(3)}\)), construídos em função do fluxo de fótons usual. Os resultados mostram bom acordo com dados experimentais, especialmente para os fluxos \(N^{(0)}\), \(N^{(2)}\) e \(N^{(3)}\). Conclui-se que, embora a fotoprodução exclusiva não possa ser apontada como a única responsável pelo excesso de \(J/\psi\) observado, há evidências de que este mecanismo contribui de forma significativa para o fenômeno. Além disso,os resultados indicam que uma análise detalhada da produção de ambos os mésons será muito útil para aprimorar a descrição dos processos induzidos por fótons em colisões periféricas.