Observáveis em modelos efetivos confinantes: potencial quark–antiquark e momento magnético de núcleons

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Mena Correa, Carlos Stivens
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Física Armando Dias Tavares; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Física
• Palavras-chave em Português: Cromodinâmica quântica; Confinamento de quarks; Gluons; Interações quark-gluon; Confinamento e modelos efetivos para QCD; Momento magnético anômalo; Potenciais não relativísticos; Quantum chromodynamics; Quark confinement; Quark-gluon interactions; Confinement and effective models for QCD; Anomalous magnetic moment; Non–relativistic potentials; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DAS PARTICULAS ELEMENTARES E CAMPOS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/22039

A compreensão da física hadrônica, em função de quarks e glúons, continua sendo um problema em aberto já que o mecanismo do confinamento de cor ainda carece de uma descrição analítica satisfatória a partir de primeiros princípios. Porém, com o intuito de abordar o confinamento, têm sido desenvolvidos alguns enfoques que exploram ou até conseguem acessar a informação da região de baixas energias da Cromodinâmica quântica (QCD), i.e. a parte não perturbativa da QCD, onde é considerado que pode residir a explicação ao confinamento. Dentre os diferentes métodos, encontramos aqueles que surgem a partir das consequências não perturbativas das cópias de Gribov, que modificam o comportamento infravermelho dos propagadores da Yang–Mills, em especial o do propagador do glúon. Ao mesmo tempo, esses enfoques são motivados nos resultados não perturbativos da QCD na rede. Nesta tese, estudaremos os seguintes modelos: Gribov–Zwanziger (GZ), Gribov–Zwanziger refinado (RGZ) e Curci-Ferrari (CF, ou modelo do glúon massivo). No caso do propagador do glúon, a informação não-perturbativa presente nessas abordagens gera uma estrutura de pólos complexos, que viola o axioma de reflexão de positividade relacionado à interpretação física de uma partícula, o que poderia ser considerado como um indício de confinamento do glúon. A busca de outros indícios de confinamento nesses formalismos é obviamente de grande importância para estabelecer o seu papel como realizações infravermelhas consistentes da QCD. Com isso em mente, e supondo o confinamento como algo intrínseco à QCD, nesta tese investigamos em alguns observáveis as consequências e o impacto fenomenológico das características não perturbativas dos diferentes enfoques mencionados. Primeiro, relacionado ao observável do espectro de energia, focamos no cálculo e análise do potencial estático entre um par quark–antiquark pesado, cujo comportamento linear, corroborado pela QCD na rede, é considerado um indício do confinamento. Nosso objetivo é ainda verificar o regime de validade dos enfoques mencionados e a sua compatibilidade com as predições perturbativas, e também se tais modelos podem produzir confinamento de quarks através de um potencial linear. Nossos resultados indicam que os potenciais calculados estão em concordância com o resultado perturbativo de altas energias e também que esses potenciais apresentam correções não perturbativas interessantes. No caso de Curci-Ferrari (glúon massivo), devido à inclusão sistemática de mais efeitos da interação que incluem correções a um e dois loops, estas se tornam muito significativas dado o surgimento de um comportamento semilinear do seu potencial na região de distâncias intermediárias. O outro observável estudado nesta tese é o momento magnético, em particular o do próton. Devido à dificuldade que o cálculo apresenta, adotamos o modelo de quark constituinte (CQM), que dentro das suas próprias limitações nos permite calcular o momento magnético dos hádrons em função dos momentos magnéticos dos seus quarks constituintes. A fim de extrair o momento magnético dos quarks e com o objetivo de estudar nele o impacto fenomenológico dos diferentes tipos de propagadores dos enfoques GZ, RGZ e CF, analisamos o vértice quark–fóton (QPV) (até a ordem de um loop) focando na contribuição vinda da QCD, que depende do propagador do glúon. Nossos resultados indicam que as contribuições dos diferentes enfoques ao momento magnético dos quarks são menores em relação ao resultado perturbativo (glúon sem massa), já que estas são suprimidas devido aos termos de massa presentes nos propagadores do glúon, que nos casos GZ e CF apresentam um comportamento muito similar mesmo quando o caso GZ apresenta pólos imaginários e o CF não (em nível de árvore). No caso RGZ, devido à estrutura mais elaborada e com pólos complexos do seu propagador, aparecem mais contribuições ao momento magnético dos quarks, podendo inclusive superar o valor do resultado perturbativo para certos valores dos parâmetros RGZ. Referente ao momento magnético do próton,calculado no CQM, o resultado mais interessante surge ao ajustar a massa do quark constituinte para reproduzir a massa do próton. Neste caso, ao ajustar os parâmetros de massa dos enfoques mencionados, podemos reproduzir o momento do próton. Os valores obtidos inclusive são comparáveis a outros valores de massa obtidos para a massa do glúon.