• Nenhum resultado encontrado

Marina Nielsen - MESONPI

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2023

Share "Marina Nielsen - MESONPI"

Copied!
62
0
0

Texto

(1)

Marina Nielsen

Instituto de Física – USP

(2)

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

(3)

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)

... ...

(4)

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

(5)

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

1

Abstract

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

1

acquired 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

JP

assignments 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

1

Abstract

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

1

acquired 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

P

assignments 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

(6)

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

(7)

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

(8)

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

(9)

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

(10)

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

(11)

1974: charm!

(12)

1974: charm!

domingo, 19 de julho de 15

(13)
(14)

charm(1974) +2/3 ~2500

domingo, 19 de julho de 15

(15)

charm(1974) +2/3 ~2500

(1975) descoberta do τ  mais dois quarks!

(16)

charm(1974) +2/3 ~2500 (1975) descoberta do τ  mais dois quarks!

botton (1977) -1/3 ~9000

domingo, 19 de julho de 15

(17)

charm(1974) +2/3 ~2500 (1975) descoberta do τ  mais dois quarks!

botton (1977) -1/3 ~9000

top (1995) +2/3 ~350000

(18)

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

(19)

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

(20)

domingo, 19 de julho de 15

(21)

Número mínimo de cores = 3. Como ter certeza?

(22)

domingo, 19 de julho de 15

(23)

R=2 para N c =3

- - - -- -

(24)

R=2 para N c =3 - - - -- -

- - - - -

R=10/3 para N c =3

domingo, 19 de julho de 15

(25)

up

down

charm

top

bottom strange

Partículas Elementares

Três

famílias

de quarks

e leptons

(26)

Três famílias de neutrinos

e + e Z

domingo, 19 de julho de 15

(27)

Partículas Elementares

QCD

Teoria das interações fortes vermelho Quarks ⇒ cor : azul

verde

Gluons: objetos bi-colores ⇒ gluons interagem entre si!

(28)

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

(29)

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 22 + m 2 c 2

2

=0

Eq. Klein-Gordon

(30)

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 22 + 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

(31)

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 22 + 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

(32)

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

(33)

Saída: substituir a derivada partial pela derivada covariante que contenha um campo vetorial:

A nova Lagrangeana é invariante de gauge (transf. local U(1))

(34)

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

(35)

Lagrangeana da QCD

Tr[λ a ]=0

det[U]=1

(36)

Matrizes de Gell-Mann

domingo, 19 de julho de 15

(37)

quebra inv. gauge

(38)

domingo, 19 de julho de 15

(39)

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

(40)

domingo, 19 de julho de 15

(41)

Criação de par Criação de par

T

|

| | |

|

|

| | |

|

(42)

Criação de par Criação de par

T

|

| | |

|

|

| | |

|

Wednesday, August 29, 2012domingo, 19 de julho de 15

(43)

Hadrons são neutros na cor: brancos quarks são confinados

Criação de par Criação de par

T

|

| | |

|

|

| | |

|

(44)

domingo, 19 de julho de 15

(45)

QCD

(dois regimes)

liberdade assintótica

(pequenas distâncias ou grandes momentos tranferidos)

confinamento

(grandes distâncias ou pequenos momentos

tranferidos)

(46)

domingo, 19 de julho de 15

(47)
(48)

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

(49)

dois regimes

pequenas distâncias: teor. pert. é válida

grandes distâncias: teor. pert. não é válida

Espectros confinamento: como trabalhar?

(50)

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

(51)

Regras de Soma da QCD Regras de Soma da QCD

a

a

(52)

Regras de Soma da QCD Regras de Soma da QCD

a

a

domingo, 19 de julho de 15

(53)

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

(54)

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

(55)

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 ) @ µµ⌫ ! @ 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:

(56)

(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

@ µµ⌫ (x) = q µµ⌫ (q) = 0

eq. Dirac para quarks livres:

assim:

domingo, 19 de julho de 15

(57)

(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

@ µµ⌫ (x) = q µµ⌫ (q) = 0

µ⌫ (q ) = (q µ q q 2 g µ⌫ )⇧(q 2 ) ) q µµ⌫ = 0

como a corrente vetorial é conservada, a estrutura de Lorentz da função de correlação é:

eq. Dirac para quarks livres:

assim:

(58)

(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

@ µµ⌫ (x) = q µµ⌫ (q) = 0

µ⌫ (q ) = (q µ q q 2 g µ⌫ )⇧(q 2 ) ) q µµ⌫ = 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

(59)

⇧(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

(60)

⇧(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)jµ(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

(61)

⇧(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)jµ(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 os podemos usar os propagadores nus, mas para

|k| < µ 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 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

(62)

Resta saber quem é S q (x)!

domingo, 19 de julho de 15

Referências

Documentos relacionados

We start with the perturbative contribution plus a very small mq contribution long-dashed line and each subsequent line represents the addition of one extra condensate dimension in the