Um novo modelo para decaimentos de mésons

Abstract

A representação de Fock-Tani é um formalismo de teoria de campos para tratar problemas envolvendo simultaneamente partículas compostas e seus constituintes. O formalismo foi originalmente desenvolvido para tratar problemas de física atômica e mais tarde estendido para problemas da física hadrônica. Nesta dissertação, inicialmente apresentamos uma breve revisão da Cromodinâmica Quântica e um detalhado estudo dos modelos de decaimentos. Revisamos também a representação de Fock-Tani para mésons e buscamos estendê-la para incluir processos de decaimento de mésons. Há muito tempo os modelos de criação de pares para decaimentos hadrônicos fortes têm sido formulados. O modelo 3P0 é um típico modelo de decaimento que considera apenas decaimentos do tipo OZI-permitidos para as interações fortes. O modelo 3P0 descreve a criação de um par quark-antiquark adicional na presença do méson do estado inicial. Neste modelo o par quark-antiquark criado tem os números quânticos do vácuo. Este modelo também pode ser formulado pelo limite não-relativístico de um Hamiltoniano de criação de par. Mostrado que a aplicação da transformação de Fock-Tani ao Hamiltoniano de criação de par produz a característica expansão em potências da função de onda, onde o modelo 3P0 é obtido em ordem mais baixa desta expansão e representado pelo Hamiltoniano HFT. O passo seguinte é a introdução das correções de ortogonalidade para corrigir o modelo de “ordem zero”. O Hamiltoniano associado á correção contém termos que dependem de apenas uma Δ, chamado de kernel de estado ligado. É, então proposto o modelo 3P0 corrigido, que é chamado de C3P0. Para obter o modelo C3P0 é feita hipótese da soma, onde uma aproximação é introduzida no sentido de representar efetivamente o resultado da soma da série de potência em Δ. O modelo é aplicado ao decaimento de dois mésons leves: ρ → π + π e b1 → ω + π. As amplitudes e suas respectivas taxas de decaimento são avaliadas. No caso do decaimento de b1 é ainda calculado a razão aD/aS.

Fock-Tani is a field theory formalism appropriated for the simultaneous treatment of composite particles and their constituents. The formalism was originally developed for the treatment of problems in atomic physics and it was extended later on to the treatment of problems on hadron physics. In this dissertation, we initially present a bried review of Quantum Cromodynamics and a more detailed survey of the decay models. For a long time the pair creation models for strong hadronic decays have been formulated. The 3P0 model is typical decay model which considers only OZI-allowed strong decays. The 3P0 model considers a quark-antiquark par creation in the presence of the initial state meson. The quark-antiquark par is created with the vacuum quantum numbers. This model can also be obtained from the non-relativistic limit of the pair creation Hamiltonian. Applying the Fock-Tani transformation to the pair creation Hamiltonian produces the characteristic expansion in powers of the wave function, where the 3P0 model is the lowest order term of this expansion and represented by the Hamiltonian HFT . The next step is to introduce the orthogonality corrections to this “zero order” model. The Hamiltonian associated to this correction contains terms dependent on only one Δ, called the bound state kernel. A new model is introduced in order to correct the 3P0, which we call the C3P0 model. To obtain the C3P0 model the sum hypothesis will be introduced, in order to represent effectively the sum of the Δ power series. The model is applied to the decay of two light meson: ρ → π + π e b1 → ω + π. The decay amplitudes and rates are evaluated. For the b1 decay the aD/aS ratio is calculated.