NÃcleon, hÃperons e bÃrions pesados na frente de luz.

AUTOR(ES)

Suisso, Edson Ferreira

DATA DE PUBLICAÇÃO

2002

RESUMO

Nesta tese estudamos a estrutura do nÃcleon, hÃperons e bÃrions pesados no estado fundamental, com graus de liberdade efetivos de quarks constituintes. Para tal, utilizamos funÃÃes de onda definidas no hiper-plano do espaÃo-tempo (plano nulo). Generalizamos o modelo dinÃmico na frente de luz do nÃcleon, no qual a interaÃÃo entre os quarks constituintes à de contato, para estudar o estado fundamental de hÃperons e bÃrions pesados. Da soluÃÃo numÃrica da equaÃÃo de Bethe-Salpeter formulada em termos de equaÃÃes de Faddeev de trÃs quarks no plano nulo, obtivemos a energia de ligaÃÃo dos quarks constituintes nesses bÃrions. Desta forma, calculamos as massas dos estados fundamentais desprezando-se o grau de liberdade de spin. ConcluÃmos que a interaÃÃo efetiva entre os quarks constituintes deve ser independente do sabor para que os valores experimentais dessas massas sejam reproduzidas pelo modelo. A estrutura eletromagnÃtica do nÃcleon, expressa em termos dos fatores de forma, foi estudada em seguida. Neste estudo incluimos o spin do quark. O acoplamento relativÃstico entre os campos dos quarks e do nÃcleon foi expresso atravÃs de uma Lagrangeana efetiva. O elemento de matriz da corrente eletromagnÃtica entre estados do nÃcleon foi calculado na aproximaÃÃo de impulso, expressa por um diagrama de Feynman triangular de dois "loops", e projetado no plano nulo atravÃs da integraÃo analÃtica nas energias individuais associadas ao tempo. Desta forma foi possÃvel introduzir a componente de momento da funÃÃo de onda no cÃmputo da componente "boa" da corrente eletromagnÃtica no referencial de Breit com o momento transferido na direÃÃo transversa. Utilizamos diferentes formas de Lagrangeanas efetivas construÃdas a partir dos invariantes escalar, vetorial e misto para descrever o acoplamento dos campos dos quarks do par isoescalar no nÃcleon. Estudamos as propriedades eletromagnÃticas estÃticas e fatores de forma eletromagnÃticos. Verificamos que o fator de forma elÃtrico do nÃutron depende fortemente da forma da Lagrangeana efetiva. Os dados experimentais para o nÃutron favorecem o acoplamento escalar entre o par de quarks isoescalar. Os observÃveis eletromagnÃticos, para momentos transferidos quadrados na faixa de 1-2(GeV/c), sÃo pouco sensÃveis à componente de momento da funÃÃo de onda. Estudamos as correlaÃÃes entre os observÃveis estÃticos eletrofracos para os diferentes acoplamentos e diferentes formas da componente de momento da funÃÃo de onda no plano nulo (formas gaussiana ou polinomial). Mostramos que as diferentes formas de acoplamento de spin dos quarks mantÃm a independÃncia de modelo encontrada para as correlaÃÃes entre observÃveis eletrofracos no contexto da construÃÃo de Bakamjian-Thomas. Entrentanto, as correlaÃÃes envolvendo a constante de acoplamento axial, obtidas utilizando-se Lagrangeanas efetivas, apresentam um comportamento distinto daqueles obtidos dentro da construÃÃo de Bakamjian-Thomas, em especial no limite no qual o raio do prÃton à nulo. Obtivemos o fator de forma de Isgur-Wise relevante para os processos de decaimentos semileptÃnicos de bÃrions pesados contendo charme e beleza. Neste estudo, generalizando o tratamento relativÃstico feito para o nÃcleon, definimos uma Lagrangeana efetiva com acoplamentos escalar, vetorial, e misto do par isoescalar de quarks leves para descrever a estrutura do bÃrion. Para permitir o limite de massa infinita do quark pesado de uma maneira matematicamente simples nas integrais de momento que definem o fator de forma de Isgur-Wise, foram usadas componentes de momento de funÃÃo de onda na forma polinomial. Nos processos em questÃo, as taxas de decaimento foram determinadas a partir da inclusÃo simultÃnea de correÃÃes ao limite de quarks pesados, tais como: i) correÃÃes de primeira ordem no inverso da massa do quark pesado, e ii) efeitos radiativos. Comparamos nossos resultados com outros cÃlculos encontrados na literatura.

ASSUNTO(S)

bÃrions reaÃÃes nucleares nucleons fÃsica de partÃculas constantes de acoplamento fatores de forma estrutura nuclear assimetria anÃlise numÃrica amplitude de decaimento polarizaÃÃo modelos nucleares

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