Ressonâncias escalares: relações dinâmicas entre processos de espalhamento e decaimento - Boito, Diogo Rodrigues (2007)
A existência de um méson escalar-isoescalar leve, conhecido como ?, foi proposta pela primeira vez na década de 60. A partícula tinha então um papel importante na construção teórica das interações ?? mas, apesar dos esforços experimentais, ela não foi detectada nos anos que se seguiram. Essa situação foi radicalmente alterada em 2001, quando uma ressonância escalar foi descoberta nos canais ?+?- do decaimento D+ -> ?+?-?+ e recebeu o rótulo ?(500). Sua existência é bem estabelecida hoje em dia. Contudo, no tratamento dos dados dos vários grupos experimentais são empregadas expressões com pouca base teórica e, por isso, os valores de sua massa e largura ainda são mal conhecidos. Neste tipo de decaimento, a formação da ressonância pode se dar no vértice fraco. Em sua subseqüente propagação, ocorrem as chamadas interações de estado final, cuja descrição não é trivial. Normalmente, essas interações não são levadas em conta de maneira criteriosa na análise de dados experimentais. Neste trabalho introduzimos uma função _(s) que descreve a propagação e decaimento da ressonância em presença das interações de estado final. No regime elástico, a fase de _(s) é determinada pelo chamado teorema de Watson, segundo o qual ela deve ser a mesma do espalhamento. Conseguimos estabelecer, sem ambigüidades, como a informação do espalhamento deve ser usada de forma a determinar não somente a fase de _(s), mas também seu módulo. Nosso principal resultado é uma expressão para _(s) em termos da fase elástica e de uma outra fase relacionada a uma integral de loop bem controlada. Três casos particulares foram explorados numericamente: os modelos sigma linear e não linear e ainda um modelo fenomenológico que leva em conta o acoplamento de canais p´?on-p´?on e k´aon-k´aon. Em consonância com a teoria quântica de campos, nosso resultado incorpora a unitariedade, considera a ressonância como grau de liberdade explícito e representa, ainda, uma generalização do procedimento usual de unitarizacao pela matriz K. Por permitir uma ligação clara entre espalhamento e produção, a função _(s) pode ser útil na análise de dados experimentais e ajudar na determinação da posição do pólo do ? e de outras ressonâncias escalares.