Marina Nielsen
Instituto de Física – USP
Marina Nielsen
Instituto de Física – USP
Introdução à QCD:
• Elementos
• Invariância de gauge
Introdução às Regras de Soma da QCD
domingo, 19 de julho de 15
Partículas Elementares (metade do sec. XX )
léptons spin 1/2
mésons
spin inteiro
bárions
spin semi-inteiro e (0.5 MeV) π (138 MeV) p (938 MeV) ν e (~ 0) K (490 MeV) n (938 MeV) µ (105 MeV) ρ (770 MeV) Δ (1230 MeV) ν µ (~ 0) ω (770 MeV) Λ (1115 MeV) τ (1780 MeV) φ (1020 MeV) Ω (1670 MeV) ν τ (~ 0) J/ Ψ (3100 MeV) Λ c (2280 MeV)
... ...
Partículas Elementares (metade do sec. XX )
léptons spin 1/2
mésons
spin inteiro
bárions
spin semi-inteiro e (0.5 MeV) π (138 MeV) p (938 MeV) ν e (~ 0) K (490 MeV) n (938 MeV) µ (105 MeV) ρ (770 MeV) Δ (1230 MeV) ν µ (~ 0) ω (770 MeV) Λ (1115 MeV) τ (1780 MeV) φ (1020 MeV) Ω (1670 MeV) ν τ (~ 0) J/ Ψ (3100 MeV) Λ c (2280 MeV)
... ...
Hádrons
domingo, 19 de julho de 15
EUROPEAN ORGANIZATION FOR NUCLEAR RESEARCH (CERN)
CERN-PH-EP-2015-153 LHCb-PAPER-2015-029 July 13, 2015
Observation of J/ p resonances
consistent with pentaquark states in
⇤ 0 b ! J/ K p decays
The LHCb collaboration
1Abstract
Observations of exotic structures in the
J/ pchannel, that we refer to as pentaquark- charmonium states, in
⇤0b ! J/ K pdecays are presented. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 3 fb
1acquired with the LHCb detector from 7 and 8 TeV
ppcollisions. An amplitude analysis is performed on the three-body final-state that reproduces the two-body mass and angular distributions. To obtain a satisfactory fit of the structures seen in the
J/ pmass spectrum, it is necessary to include two Breit-Wigner amplitudes that each describe a resonant state. The significance of each of these resonances is more than 9 standard deviations. One has a mass of 4380
±8
±29 MeV and a width of 205
±18
±86 MeV, while the second is narrower, with a mass of 4449.8
±1.7
±2.5 MeV and a width of 39
±5
±19 MeV.
The preferred
JPassignments are of opposite parity, with one state having spin 3/2 and the other 5/2.
Submitted to Phys. Rev. Lett.
arXiv:1507.03414v1 [hep-ex] 13 Jul 2015
EUROPEAN ORGANIZATION FOR NUCLEAR RESEARCH (CERN)
CERN-PH-EP-2015-153 LHCb-PAPER-2015-029 July 13, 2015
Observation of J/ p resonances
consistent with pentaquark states in
⇤ 0 b ! J/ K p decays
The LHCb collaboration
1Abstract
Observations of exotic structures in the J/ p channel, that we refer to as pentaquark- charmonium states, in ⇤
0b! J/ K p decays are presented. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 3 fb
1acquired with the LHCb detector from 7 and 8 TeV pp collisions. An amplitude analysis is performed on the three-body final-state that reproduces the two-body mass and angular distributions. To obtain a satisfactory fit of the structures seen in the J/ p mass spectrum, it is necessary to include two Breit-Wigner amplitudes that each describe a resonant state. The significance of each of these resonances is more than 9 standard deviations. One has a mass of 4380 ± 8 ± 29 MeV and a width of 205 ± 18 ± 86 MeV, while the second is narrower, with a mass of 4449.8 ± 1.7 ± 2.5 MeV and a width of 39 ± 5 ± 19 MeV.
The preferred J
Passignments are of opposite parity, with one state having spin 3/2 and the other 5/2.
Submitted to Phys. Rev. Lett.
c CERN on behalf of the LHCb collaboration, license CC-BY-4.0.
1Authors are listed at the end of this Letter.
arXiv:1507.03414v1 [hep-ex] 13 Jul 2015
domingo, 19 de julho de 15
Hádrons não são fundamentais
Maioria dos hádrons é instável ⇒ possível indicação de que possuem estrutura:
onde está o quarto quark?
onde está o quarto quark?
onde está o quarto quark?
domingo, 19 de julho de 15
Hádrons não são fundamentais
Maioria dos hádrons é instável ⇒ possível indicação de que possuem estrutura:
quarks: propostos em 1964 por Gell-Mann e Zweig como constituintes dos hádrons
(prótons e neutrons)
onde está o onde está o onde está o
domingo, 19 de julho de 15
Hádrons não são fundamentais
Maioria dos hádrons é instável ⇒ possível indicação de que possuem estrutura:
férmions elementares:
léptons (elétron, neutrino)
quarks
quarks: propostos em 1964 por Gell-Mann e Zweig como constituintes dos hádrons
(prótons e neutrons)
onde está o quarto quark?
onde está o quarto quark?
onde está o quarto quark?
domingo, 19 de julho de 15
para explicar todos os hádrons observados até 1964 Gell-Mann e Zweig precisavam de três quarks:
nome carga massa/M e up +2/3 ~10 down -1/3 ~15
strange -1/3 ~250 sabor carga massa/M e up +2/3 ~15 down -1/3 ~15
strange -1/3 ~250
Tipos de quarks
sabor carga massa/M e up +2/3 ~15 down -1/3 ~15
strange -1/3 ~250
Tipos de quarks
para explicar todos os hádrons observados até 1964 Gell-Mann e Zweig precisavam de três quarks:
nome carga massa/M e up +2/3 ~10 down -1/3 ~15
strange -1/3 ~250 sabor carga massa/M e up +2/3 ~15 down -1/3 ~15
strange -1/3 ~250
Tipos de quarks
Wednesday, July 18, 2012
sabor carga massa/M e up +2/3 ~15 down -1/3 ~15
strange -1/3 ~250
Tipos de quarks
Wednesday, July 18, 2012
onde está o quarto quark?
domingo, 19 de julho de 15
1974: charm!
1974: charm!
domingo, 19 de julho de 15
charm(1974) +2/3 ~2500
domingo, 19 de julho de 15
charm(1974) +2/3 ~2500
(1975) descoberta do τ mais dois quarks!
charm(1974) +2/3 ~2500 (1975) descoberta do τ mais dois quarks!
botton (1977) -1/3 ~9000
domingo, 19 de julho de 15
charm(1974) +2/3 ~2500 (1975) descoberta do τ mais dois quarks!
botton (1977) -1/3 ~9000
top (1995) +2/3 ~350000
próton u(2/3)u(2/3)d(-1/3) ⇒ Q=+1
neutron u(2/3)d(-1/3)d(-1/3) ⇒ Q=0
Δ ++ u(2/3)u(2/3)u(2/3) ⇒ Q=+2 Problema: Princípio de Pauli ⇒ novo número quântico
domingo, 19 de julho de 15
próton u(2/3)u(2/3)d(-1/3) ⇒ Q=+1
neutron u(2/3)d(-1/3)d(-1/3) ⇒ Q=0
Δ ++ u(2/3)u(2/3)u(2/3) ⇒ Q=+2
Problema: Princípio de Pauli ⇒ novo número quântico cor
Interação Forte
domingo, 19 de julho de 15
Número mínimo de cores = 3. Como ter certeza?
domingo, 19 de julho de 15
R=2 para N c =3
- - - -- -
R=2 para N c =3 - - - -- -
- - - - -
R=10/3 para N c =3
domingo, 19 de julho de 15
up
down
charm
top
bottom strange
Partículas Elementares
Três
famílias
de quarks
e leptons
Três famílias de neutrinos
e + e Z
domingo, 19 de julho de 15
Partículas Elementares
QCD
Teoria das interações fortes vermelho Quarks ⇒ cor : azul
verde
Gluons: objetos bi-colores ⇒ gluons interagem entre si!
Partículas Elementares
QCD
Teoria das interações fortes vermelho Quarks ⇒ cor : azul
verde
Gluons: objetos bi-colores ⇒ gluons interagem entre si!
como formular a teoria?
domingo, 19 de julho de 15
Equação de Dirac
M. C.: E = 2m P 2 M. Q.: E = i t
P ⇤ = i ⇥ ⇤
{ i t = 2m 2 ⇥ 2
Eq. Schrödinger
M. C. Rel.: E 2 = P 2 c 2 + m 2 c 4 1 c 2
2
t 2 ⇥ 2 + m 2 c 2
2
⇥
=0
Eq. Klein-Gordon
Equação de Dirac
M. C.: E = 2m P 2 M. Q.: E = i t
P ⇤ = i ⇥ ⇤
{ i t = 2m 2 ⇥ 2
Eq. Schrödinger
M. C. Rel.: E 2 = P 2 c 2 + m 2 c 4 1 c 2
2
t 2 ⇥ 2 + m 2 c 2
2
⇥
=0
Eq. Klein-Gordon
= c = 1, p µ = ⇥ µ , ⇥ µ =
⇤ ⇥
⇥ t , ⇤ ⌥
⌅
⇥ p µ p µ m 2 ⇥
= 0 i
domingo, 19 de julho de 15
Equação de Dirac
M. C.: E = 2m P 2 M. Q.: E = i t
P ⇤ = i ⇥ ⇤
{ i t = 2m 2 ⇥ 2
Eq. Schrödinger
M. C. Rel.: E 2 = P 2 c 2 + m 2 c 4 1 c 2
2
t 2 ⇥ 2 + m 2 c 2
2
⇥
=0
Eq. Klein-Gordon
( µ p µ m) ( ⇥ p ⇥ + m) = 0, µ | ( µ ⇥ + ⇥ µ ) = 2g µ⇥
( µ m) = (i µ m) = 0
= c = 1, p µ = ⇥ µ , ⇥ µ =
⇤ ⇥
⇥ t , ⇤ ⌥
⌅
⇥ p µ p µ m 2 ⇥
= 0
i
Invariância de Gauge
Lagrangeana de um férmion livre:
Transformação de fase global U(1) (Q ε = cte.) :
Transformação de fase local: ε → ε (x), termo cinético não é invariante
domingo, 19 de julho de 15
Saída: substituir a derivada partial pela derivada covariante que contenha um campo vetorial:
A nova Lagrangeana é invariante de gauge (transf. local U(1))
Introduzindo um termo cinético para o campo de gauge temos:
Usando Q=-e → QED
Ponto importante: invariância de gauge implica interação entre campo fermiônico e campo de gauge!
F µ⌫ = @ µ A ⌫ @ ⌫ A µ
onde: é invariante de Gauge
domingo, 19 de julho de 15
Lagrangeana da QCD
Tr[λ a ]=0
det[U]=1
Matrizes de Gell-Mann
domingo, 19 de julho de 15
quebra inv. gauge
domingo, 19 de julho de 15
L QCD = ¯ q (iD / m q )q 1
4 G a µ⌫ G µ⌫ a
L QCD
Finalmente a fica (soma sobre sabores e cores está subentendida):
devido à definição do campo tensorial temos agora três tipos de vértices de interação:
domingo, 19 de julho de 15
domingo, 19 de julho de 15
Criação de par Criação de par
T
|
| | |
||
| | |
|Criação de par Criação de par
T
|
| | |
||
| | |
|Wednesday, August 29, 2012domingo, 19 de julho de 15
Hadrons são neutros na cor: brancos quarks são confinados
Criação de par Criação de par
T
|
| | |
||
| | |
|domingo, 19 de julho de 15
QCD
(dois regimes)
liberdade assintótica
(pequenas distâncias ou grandes momentos tranferidos)
confinamento
(grandes distâncias ou pequenos momentos
tranferidos)
domingo, 19 de julho de 15
dois regimes
pequenas distâncias: teor. pert. é válida
grandes distâncias: teor. pert. não é válida Espectros confinamento: como trabalhar?
domingo, 19 de julho de 15
dois regimes
pequenas distâncias: teor. pert. é válida
grandes distâncias: teor. pert. não é válida
Espectros confinamento: como trabalhar?
dois regimes
pequenas distâncias: teor. pert. é válida
grandes distâncias: teor. pert. não é válida Espectros confinamento: como trabalhar?
reg. não perturbativo teorias efetivas ( χ PT) RSQCD
QCD na rede
domingo, 19 de julho de 15
Regras de Soma da QCD Regras de Soma da QCD
aa
Regras de Soma da QCD Regras de Soma da QCD
aa
domingo, 19 de julho de 15
⇧ µ⌫ (q ) = i Z
d 4 x e iq.x h 0 | T [j µ (x)j ⌫ † (0)] | 0 i
a
Regras de Soma da QCD para o méson ρ
a
j µ = ( ¯ d a µ u b ) ab
Lado Teórico (Lado OPE):
méson ρ→ méson vetorial com J PC =1 -- corrente interpolante para o ρ + :
como a corrente vetorial é conservada
⇧ µ⌫ (q ) = i Z
d 4 x e iq.x h 0 | T [j µ (x)j ⌫ † (0)] | 0 i
a
Regras de Soma da QCD para o méson ρ
a
j µ = ( ¯ d a µ u b ) ab
Lado Teórico (Lado OPE):
méson ρ→ méson vetorial com J PC =1 -- corrente interpolante para o ρ + :
como a corrente vetorial é conservada pera aí, a corrente vetorial é conservada?
domingo, 19 de julho de 15
⇧ µ⌫ (q ) = i Z
d 4 x e iq.x h 0 | T [j µ (x)j ⌫ † (0)] | 0 i
⇧ µ⌫ (x) = h 0 | T [j µ (x)j ⌫ (0)] | 0 i ) @ µ ⇧ µ⌫ ! @ µ j µ (x)
@ µ j (x) = @ µ ( ¯ d) u + ¯ d @ µ (u)
a
Regras de Soma da QCD para o méson ρ
a
j µ = ( ¯ d a µ u b ) ab
Lado Teórico (Lado OPE):
méson ρ→ méson vetorial com J PC =1 -- corrente interpolante para o ρ + :
como a corrente vetorial é conservada pera aí, a corrente vetorial é conservada?
veja que:
(i µ @ µ m)q = 0
¯
q (i µ @ µ + m) = 0
@ µ j µ (x) = @ µ ( ¯ d) µ u + ¯ d µ @ µ (u) = ¯ d(im)u + ¯ d( im)u = 0
@ µ ⇧ µ⌫ (x) = q µ ⇧ µ⌫ (q) = 0
eq. Dirac para quarks livres:
assim:
domingo, 19 de julho de 15
(i µ @ µ m)q = 0
¯
q (i µ @ µ + m) = 0
@ µ j µ (x) = @ µ ( ¯ d) µ u + ¯ d µ @ µ (u) = ¯ d(im)u + ¯ d( im)u = 0
@ µ ⇧ µ⌫ (x) = q µ ⇧ µ⌫ (q) = 0
⇧ µ⌫ (q ) = (q µ q ⌫ q 2 g µ⌫ )⇧(q 2 ) ) q µ ⇧ µ⌫ = 0
como a corrente vetorial é conservada, a estrutura de Lorentz da função de correlação é:
eq. Dirac para quarks livres:
assim:
(i µ @ µ m)q = 0
¯
q (i µ @ µ + m) = 0
@ µ j µ (x) = @ µ ( ¯ d) µ u + ¯ d µ @ µ (u) = ¯ d(im)u + ¯ d( im)u = 0
@ µ ⇧ µ⌫ (x) = q µ ⇧ µ⌫ (q) = 0
⇧ µ⌫ (q ) = (q µ q ⌫ q 2 g µ⌫ )⇧(q 2 ) ) q µ ⇧ µ⌫ = 0
⇧(q 2 ) = g µ⌫ ⇧ µ⌫ (q )
3q 2 = i 3q 2
Z
d 4 x e iq.x h 0 | T [j µ (x)j † µ (0) | 0 i
como a corrente vetorial é conservada, a estrutura de Lorentz da função de correlação é:
eq. Dirac para quarks livres:
assim:
domingo, 19 de julho de 15
⇧(x) = h 0 | T [j µ (x)j † µ (0) | 0 i = h 0 | T [( ¯ d a (x) µ u a (x))(¯ u b (0) µ d b (0))]0 i
= ( µ ) ij ( µ ) km h 0 | T [ ¯ d a i (x)u a j (x)¯ u b k (0)d b m (0)]0 i
S ij,ab q (x y ) = h 0 | T [q i a (x)¯ q j b (y )] | 0 i
CAP´ITULO 2. REGRAS DE SOMA DA QCD (QCDSR) 9
2.2 Lado da QCD
Ao considerarmos valores de x suficientemente pequenos (regime perturbativo), a Eq. (2.1) pode ser calculada pela soma dos diagramas de Feynman contidas na QCD perturbativa.
+ +
Figura 2.1: Diagramas de Feynman da QCD
A Fig.(2.1) ilustra as linhas cheia e ondulada que representam, respectivamente, os propa- gadores do quark e do gl´uon. Do princ´ıpio de incerteza de Heisenberg, pequenos valores de x implicam que n´os temos que considerar grandes momentos. Assim, se trabalharmos na regi˜ao assint´otica (Q2 → ∞) podemos usar express˜oes nuas para os propagadores de quarks e gl´uons.
Entretanto, este limite assint´otico n˜ao ´e numericamente razo´avel e temos que trabalhar com mo- mentos da ordem de Q2 ≈ 1 GeV2. Note que, essa ordem de momentos ainda ´e completamente razo´avel para o regime perturbativo:
αs(1 GeV2)
π ≈ 0.1 − 0.7
Para sistemas cujo momento, k, ´e inferior ao ponto de renormaliza¸c˜ao, µ, da QCD (onde µ ≈ 0.5 GeV), estaremos cometendo erros grandes se usarmos os propagadores nus no c´alculo dos diagramas de Feynman. Portanto, para |k| > µ n´os podemos usar os propagadores nus, mas para
|k| < µ n´os n˜ao sabemos o que usar. Para tentar resolver este problema, podemos considerar que o momento que flui atrav´es de uma das linhas ´e grande se aproximarmos |k| < µ por k = 0 na linha soft. Este procedimento ´e uma maneira de lidarmos com as contribui¸c˜oes de origem n˜ao-perturbativa, que graficamente podemos represent´a-las por:
Figura 2.2: Contibui¸c˜oes n˜ao-perturbativas da QCD
Dessa forma os condensados de quarks, gl´uons e quarks-gl´uons aparecem. Em geral, qualquer diagrama de Feynman pode ser preparado de forma a incorporar os condensados. Para este fim,
´e realizada a expans˜ao da fun¸c˜ao de correla¸c˜ao em uma s´erie de operadores locais, ou operadores de Wilson (OPE):
u
x d 0
o propagador do quark, q, é definido como:
domingo, 19 de julho de 15
⇧(x) = h 0 | T [j µ (x)j † µ (0) | 0 i = h 0 | T [( ¯ d a (x) µ u a (x))(¯ u b (0) µ d b (0))]0 i
= ( µ ) ij ( µ ) km h 0 | T [ ¯ d a i (x)u a j (x)¯ u b k (0)d b m (0)]0 i
S ij,ab q (x y ) = h 0 | T [q i a (x)¯ q j b (y )] | 0 i
⇧(x) = ( µ ) ij kl µ S jk,ab u (x) S mi,ba d ( x)
= T r ⇥
µ S ab u (x) µ S ba d ( x) ⇤ assim:
CAP´ITULO 2. REGRAS DE SOMA DA QCD (QCDSR) 9
2.2 Lado da QCD
Ao considerarmos valores de x suficientemente pequenos (regime perturbativo), a Eq. (2.1) pode ser calculada pela soma dos diagramas de Feynman contidas na QCD perturbativa.
+ +
Figura 2.1: Diagramas de Feynman da QCD
A Fig.(2.1) ilustra as linhas cheia e ondulada que representam, respectivamente, os propa- gadores do quark e do gl´uon. Do princ´ıpio de incerteza de Heisenberg, pequenos valores de x implicam que n´os temos que considerar grandes momentos. Assim, se trabalharmos na regi˜ao assint´otica (Q2 → ∞) podemos usar express˜oes nuas para os propagadores de quarks e gl´uons.
Entretanto, este limite assint´otico n˜ao ´e numericamente razo´avel e temos que trabalhar com mo- mentos da ordem de Q2 ≈ 1 GeV2. Note que, essa ordem de momentos ainda ´e completamente razo´avel para o regime perturbativo:
αs(1 GeV2)
π ≈ 0.1 − 0.7
Para sistemas cujo momento, k, ´e inferior ao ponto de renormaliza¸c˜ao, µ, da QCD (onde µ ≈ 0.5 GeV), estaremos cometendo erros grandes se usarmos os propagadores nus no c´alculo dos diagramas de Feynman. Portanto, para |k| > µ n´os podemos usar os propagadores nus, mas para
|k| < µ n´os n˜ao sabemos o que usar. Para tentar resolver este problema, podemos considerar que o momento que flui atrav´es de uma das linhas ´e grande se aproximarmos |k| < µ por k = 0 na linha soft. Este procedimento ´e uma maneira de lidarmos com as contribui¸c˜oes de origem n˜ao-perturbativa, que graficamente podemos represent´a-las por:
Figura 2.2: Contibui¸c˜oes n˜ao-perturbativas da QCD
Dessa forma os condensados de quarks, gl´uons e quarks-gl´uons aparecem. Em geral, qualquer diagrama de Feynman pode ser preparado de forma a incorporar os condensados. Para este fim,
´e realizada a expans˜ao da fun¸c˜ao de correla¸c˜ao em uma s´erie de operadores locais, ou operadores de Wilson (OPE):
!
d4x eiq·x %0| T[jµ(x)j†µ(0)] |0& = "
d
Cd(q2) ˆOd(0) (2.4)
u
x d 0
o propagador do quark, q, é definido como:
domingo, 19 de julho de 15
⇧(x) = h 0 | T [j µ (x)j † µ (0) | 0 i = h 0 | T [( ¯ d a (x) µ u a (x))(¯ u b (0) µ d b (0))]0 i
= ( µ ) ij ( µ ) km h 0 | T [ ¯ d a i (x)u a j (x)¯ u b k (0)d b m (0)]0 i
S ij,ab q (x y ) = h 0 | T [q i a (x)¯ q j b (y )] | 0 i
⇧(q 2 ) = i 3q 2
Z
d 4 x e iq.x T r ⇥
µ S ab u (x) µ S ba d ( x) ⇤
⇧(x) = ( µ ) ij kl µ S jk,ab u (x) S mi,ba d ( x)
= T r ⇥
µ S ab u (x) µ S ba d ( x) ⇤ assim:
CAP´ITULO 2. REGRAS DE SOMA DA QCD (QCDSR) 9
2.2 Lado da QCD
Ao considerarmos valores de x suficientemente pequenos (regime perturbativo), a Eq. (2.1) pode ser calculada pela soma dos diagramas de Feynman contidas na QCD perturbativa.
+ +
Figura 2.1: Diagramas de Feynman da QCD
A Fig.(2.1) ilustra as linhas cheia e ondulada que representam, respectivamente, os propa- gadores do quark e do gl´uon. Do princ´ıpio de incerteza de Heisenberg, pequenos valores de x implicam que n´os temos que considerar grandes momentos. Assim, se trabalharmos na regi˜ao assint´otica (Q2 → ∞) podemos usar express˜oes nuas para os propagadores de quarks e gl´uons.
Entretanto, este limite assint´otico n˜ao ´e numericamente razo´avel e temos que trabalhar com mo- mentos da ordem de Q2 ≈ 1 GeV2. Note que, essa ordem de momentos ainda ´e completamente razo´avel para o regime perturbativo:
αs(1 GeV2)
π ≈ 0.1 − 0.7
Para sistemas cujo momento, k, ´e inferior ao ponto de renormaliza¸c˜ao, µ, da QCD (onde µ ≈ 0.5 GeV), estaremos cometendo erros grandes se usarmos os propagadores nus no c´alculo dos diagramas de Feynman. Portanto, para |k| > µ n´os podemos usar os propagadores nus, mas para
|k| < µ n´os n˜ao sabemos o que usar. Para tentar resolver este problema, podemos considerar que o momento que flui atrav´es de uma das linhas ´e grande se aproximarmos |k| < µ por k = 0 na linha soft. Este procedimento ´e uma maneira de lidarmos com as contribui¸c˜oes de origem n˜ao-perturbativa, que graficamente podemos represent´a-las por:
Figura 2.2: Contibui¸c˜oes n˜ao-perturbativas da QCD
Dessa forma os condensados de quarks, gl´uons e quarks-gl´uons aparecem. Em geral, qualquer diagrama de Feynman pode ser preparado de forma a incorporar os condensados. Para este fim,
´e realizada a expans˜ao da fun¸c˜ao de correla¸c˜ao em uma s´erie de operadores locais, ou operadores de Wilson (OPE):
!
d4x eiq·x %0| T[jµ(x)j†µ(0)] |0& = "
d
Cd(q2) ˆOd(0) (2.4)
u
x d 0
o propagador do quark, q, é definido como:
finalmente temos:
CAP´ITULO 2. REGRAS DE SOMA DA QCD (QCDSR) 9
2.2 Lado da QCD
Ao considerarmos valores de x suficientemente pequenos (regime perturbativo), a Eq. (2.1) pode ser calculada pela soma dos diagramas de Feynman contidas na QCD perturbativa.
+ +
Figura 2.1: Diagramas de Feynman da QCD
A Fig.(2.1) ilustra as linhas cheia e ondulada que representam, respectivamente, os propa- gadores do quark e do gl´uon. Do princ´ıpio de incerteza de Heisenberg, pequenos valores de x implicam que n´os temos que considerar grandes momentos. Assim, se trabalharmos na regi˜ao assint´otica (Q2 → ∞) podemos usar express˜oes nuas para os propagadores de quarks e gl´uons.
Entretanto, este limite assint´otico n˜ao ´e numericamente razo´avel e temos que trabalhar com mo- mentos da ordem de Q2 ≈ 1 GeV2. Note que, essa ordem de momentos ainda ´e completamente razo´avel para o regime perturbativo:
αs(1 GeV2)
π ≈ 0.1− 0.7
Para sistemas cujo momento, k, ´e inferior ao ponto de renormaliza¸c˜ao, µ, da QCD (onde µ ≈ 0.5 GeV), estaremos cometendo erros grandes se usarmos os propagadores nus no c´alculo dos diagramas de Feynman. Portanto, para |k| > µ n´os podemos usar os propagadores nus, mas para
|k| < µ n´os n˜ao sabemos o que usar. Para tentar resolver este problema, podemos considerar que o momento que flui atrav´es de uma das linhas ´e grande se aproximarmos |k| < µ por k = 0 na linha soft. Este procedimento ´e uma maneira de lidarmos com as contribui¸c˜oes de origem n˜ao-perturbativa, que graficamente podemos represent´a-las por:
Figura 2.2: Contibui¸c˜oes n˜ao-perturbativas da QCD
Dessa forma os condensados de quarks, gl´uons e quarks-gl´uons aparecem. Em geral, qualquer diagrama de Feynman pode ser preparado de forma a incorporar os condensados. Para este fim,
´e realizada a expans˜ao da fun¸c˜ao de correla¸c˜ao em uma s´erie de operadores locais, ou operadores de Wilson (OPE):
u
q d q
domingo, 19 de julho de 15
Resta saber quem é S q (x)!
domingo, 19 de julho de 15