Produção exclusiva e fotoprodução nuclear de mésons vetoriais leves via formalismo de dipolos de cor

Abstract

Nesta tese, tratamos da produção exclusiva de mésons vetoriais leves, ?, ? e ? e seus estados excitados. Começamos em colisões ep calculando as seções de choque totais e diferenciais, com dependência na energia de centro de massa da colisão µp e do momento transferido ao quadrado t, respectivamente. Uma descrição satisfatória dos dados disponíveis de HERA de produção exclusiva dos estados fundamentais ?(1S), ?(1S) e ?(1S) foi obtida por meio dos modelos de dipolos de cor GBW, bsat e BCGC e das funções de onda holográficas dos mésons vetoriais, obtidas a partir do formalismo de AdS/QCD. O modelo holográfico nos permite fazer predições para os estados excitados dos mésons vetoriais leves, ?(2S), ?(2S) e ?(2S), através de um formalismo em comum. No regime não perturbativo, mostra-se uma importante incerteza teórica advinda das diferentes parametrizações dos modelos de dipolos de cor. Portanto, estes últimos podem se beneficiar por meio de futuros dados de fotoprodução de estados excitados, especialmente nos regimes de grandes dipolos. Considerando o sucesso da descrição dos dados de µp, estendemos a análise para o caso de fotoprodução nuclear de mésons vetoriais leves. A aplicação do formalismo de fotoprodução nuclear é motivada pelos recentes dados obtidos de PbPb ? ?(1S)PbPb no LHC. Para tal, empregamos o modelo de Glauber-Gribov para o espalhamento nuclear, bem como o fluxo de fótons de Weizsäcker-Williams, gerado pelos núcleos de chumbo. Conseguimos a descrição dos dados considerando um sombreamento de glúons efetivo RG = 0.85, compatível com o dado de espalhamento profundamente inelástico FA2 em pequeno Q2 = (M?/2)2 ? 0.15 GeV2 da colaboração E665 e com os dados de fotoprodução de ?(1S). Considerando o mesmo fator de RG = 0.85, calculamos nossas predições para a fotoprodução dos demais mésons vetoriais ?(2S), ?(1S, 2S) e ?(1S, 2S).

Abstract: In this thesis, we address the exclusive production of light vector mesons, ?, ? and ?, and their excited states. For these, we calculate the total and differential cross sections, as functions of the center-of-mass energy of the µp collision and the squared momentum transfer t, respectively. A satisfactory description of the available data for exclusive µp production of the ground states ?(1S), É(1S), and ?(1S) was obtained using the GBW, bSat, and BCGC color dipole models and employing the holographic wave functions of the vector mesons derived from the AdS/QCD formalism. The use of the holographic formalism enables us to make predictions for the excited states of the light vector mesons ?(2S), ?(2S), and ?(2S) through a common framework. In the non-perturbative regime, a significant theoretical uncertainty arises from the different parametrizations of the dipole models. Therefore, these models may benefit from future data on the photoproduction of excited states, especially in the large dipole regime. Considering the description of the data in the µp case, the analysis is extended to the nuclear photoproduction of light vector mesons. This extension is motivated by the recent availability of data for PbPb ? ?(1S)PbPb at the LHC. To this end, we employ the Glauber-Gribov formalism for nuclear scattering, as well as the Weizsäcker-Williams model for the photon flux generated by lead nuclei. We achieved a description of the data by considering a gluon shadowing effect of RG = 0.85, consistent with the deeply inelastic scattering FA2 data at low Q2 ? (M?/2)2 from the E665 collaboration and with the photoproduction data of ?(1S). Using the same factor of RG = 0.85, we calculated our predictions for the photoproduction of the other vector mesons ?(2S), ?(1S, 2S), and ?(1S, 2S).