Influencia de la masa del gluon en estados de tetraquark no relativistas
La interacción fuerte es una de las interacciones fundamentales de la naturaleza y es la responsable de mantener a los protones y neutrones unidos dentro del núcleo atómico. La teoría cuántica de campos que describe esta interacción se conoce como Cromodinámica Cuántica (QCD), y postula que algunas...
| Autor: | |
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| Tipo de documento: | dissertação |
| Estado: | Versión aceptada para publicación |
| Data de publicação: | 2026 |
| País: | Uruguay |
| Recursos: | Universidad de la República |
| Repositório: | COLIBRI |
| Idioma: | espanhol |
| OAI Identifier: | oai:colibri.udelar.edu.uy:20.500.12008/54637 |
| Acesso em linha: | https://hdl.handle.net/20.500.12008/54637 |
| Access Level: | Acceso aberto |
| Palavra-chave: | QCD QUANTUM CHROMODYNAMICS HADRONS GLUONS |
| Resumo: | La interacción fuerte es una de las interacciones fundamentales de la naturaleza y es la responsable de mantener a los protones y neutrones unidos dentro del núcleo atómico. La teoría cuántica de campos que describe esta interacción se conoce como Cromodinámica Cuántica (QCD), y postula que algunas de las partículas fundamentales, los quarks y gluones, interactúan fuertemente para formar estados ligados denominados hadrones. A altas energías, se sabe analizar la QCD de forma bien controlada. Sin embargo, a bajas energías, la teoría se vuelve extremadamente compleja y la teoría de perturbaciones presenta inconsistencias con las simulaciones numéricas. El régimen de bajas energías es donde se forman la mayoría de los hadrones que conocemos, como protones y neutrones, y por lo tanto, es de gran importancia para entender el comportamiento de la materia a nivel fundamental. El interés por el estudio de estas escalas de energía ha crecido en la última década, debido a los numerosos descubrimientos experimentales de estados nuevos que no pueden describirse como mesones convencionales, formados por un par quark–antiquark, ni como bariones tradicionales, formados por tres quarks. Entre ellos se destacan los tetraquarks, sistemas formados por cuatro quarks. Para estudiar este tipo de estados exóticos es necesaria una descripción de la interacción fuerte que sea efectiva en el régimen complicado de bajas energías. El objetivo de esta tesis es estudiar el espectro de los tetraquarks, y para eso utilizamos una versión modificada de QCD, conocida como modelo de Curci-Ferrari, que consiste en agregar un término de masa para los gluones. Con esta modificación, se reproduce el comportamiento observado en simulaciones numéricas de QCD y presenta la ventaja de que permite realizar cálculos analíticos usando teoría de perturbaciones en regiones donde la teoría original se vuelve difícil de manejar. A partir del lagrangiano de Curci–Ferrari, y utilizando algunas aproximaciones, es posible derivar un potencial de interacción entre quarks incluso a bajas energías, el cual utilizaremos para estudiar la dinámica en sistemas de cuatro quarks. Para abordar el estudio de los tetraquarks, los modelamos como dos sistemas de dos cuerpos. Consideramos la configuración diquark–antidiquark, donde dos quarks interactúan fuertemente formando un objeto compacto llamado diquark, que a su vez interactúa con el correspondiente antidiquark mediante intercambio de gluones. El análisis se lleva a cabo en el régimen no relativista, limitándonos al estudio de tetraquarks compuestos solamente por quarks pesados como el charm y el bottom. Previo al estudio del espectro de tetraquarks, ajustamos los distintos parámetros del modelo, incluyendo la masa del gluon, mediante la comparación del espectro de mesones compuestos por quarks pesados con los resultados experimentales. En particular, estudiamos el charmonium, el bottomonium y el mesón charm-bottom en la aproximación no relativista usando el potencial de interacción deducido de Curci-Ferrari. Los resultados obtenidos para las masas de tetraquarks son consistentes con otros modelos teóricos de la literatura. Para el caso del tetraquark compuesto únicamente por quarks charm, que es el único confirmado experimentalmente, obtenemos masas comparables a las observaciones experimentales. Estos resultados validan la efectividad del modelo de Curci-Ferrari en el régimen de bajas energías y abren nuevas posibilidades para el estudio de los hadrones exóticos. Además, se estudia el efecto de la masa del gluon sobre las masas de los mesones y los tetraquarks. Cuando se utiliza un modelo simplificado para describir estos hadrones, en el que los parámetros relevantes se consideran independientes para los distintos sectores estudiados, se obtiene una dependencia muy débil con la masa del gluon. Sin embargo, al emplear un modelo más completo, en el que se incluyen parámetros que dependen de la escala de energía de acuerdo con el flujo de renormalización, se observa que la masa del gluon juega un papel muy importante para reproducir adecuadamente las propiedades de los mesones, favoreciendo valores relativamente grandes, del orden de 0.8 GeV. |
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