Implicações fenomenológicas da alta densidade partônica na produção de diléptons para energias de raios cósmicos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2012
Autor(a) principal: Castro, Rosália Krüger de
Orientador(a): Gonçalves, Victor Paulo Barros
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Física
Departamento: Instituto de Física e Matemática
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/9747
Resumo: Partículas vindas do espaço atingem nossa atmosfera a todo o instante e podem chegar a energias extremas da ordem de 1020 eV , sendo assim, chamadas de Raios Cósmicos Ultra- Energéticos (UHECR). Na interação destes raios com a atmosfera temos um processo com energia muito superior `as obtidas em laboratórios, o que permite investigar a teoria das interações fortes em um regime cinemático inexplorado. Como resultado da interações dos UHECR com a atmosfera surge os chuveiros atmosféricos extensos. Esse chuveiro atmosférico extenso consiste em uma superposição de uma cascata hadronica, que esta situada na parte central, e uma cascata eletromagnética, iniciada por fótons provenientes de decaimentos de pıons neutros produzidos pela parte hadronica, ou através do processo Drell-Yan, que consiste na interação direta da partícula primária com os nucleos de atomos da atmosfera gerando os dileptons. Nosso objetivo neste trabalho ´e estimar os efeitos de alta densidade no processo Drell-Yan e a consequente influencia na cascata eletromagnetica induzida por eles. O formalismo de dipolos ´e utilizado como referencial terico para o c´alculo das seções de choque. Neste formalismo interação entre projetil e alvo ´e considerada atraves da seção de choque de dipolo σdip, que esta diretamente associada `a dinamica da Cromodinamica Quantica (QCD) em altas energias. Esta interação depende da densidade de partıculas no alvo e qualquer efeito de alta densidade ´e incluido nesta seção de choque. Neste estudo investigamos os efeitos de alta densidade partonica no processo Drell-Yan, em colisoes proton-proton (pp) e proton-nucleo (pA), em termos da massa e do momentum transverso dos dileptons produzidos. Uma comparação entre os modelos para a σdip propostos por Golec-Biernat e W¨usthoff (GBW) e Albacete et. al. (rcBK) , que descrevem a fısica de saturação partonica, em colisoes pp para energias dos aceleradores RHIC e LHC e dos UHECR, ´e realizado. Para efeitos de comparação, calculamos a seção de choque para a produção de dileptons utilizando a expansao em primeira ordem da GBW, onde os efeitos de alta densidade nao estao presentes. Os calculos apresentados neste trabalho utilizando o modelo rcBK sao feitos e apresentados pela primeira vez. Para colisoes pA consideramos quatro modelos distintos, e realizamos uma comparação entre eles, considerando o n´ucleo de chumbo para energia do LHC e n´ucleos de nitrogˆenio (ar) para energia dos UHECR . Os resultados demonstram que os efeitos de alta densidade s˜ao muito grandes, 102 para colis˜oes pp e ≈ 103 para colis˜oes pA, para pequeno momentum tranverso para as energias dos UHECR. Esses resultados mostram que os efeitos de alta densidade precisam ser considerados no c´alculo da se¸c˜ao de choque para a produ¸c˜ao de dil´eptons, e consequentemente, nas simula¸c˜oes das intera¸c˜oes dos UHECR com a atmosfera.