Propriedades de hádrons de quarks pesados em meio nuclear

Resumo

Este projeto visa explorar as propriedades de partículas fortemente interagentes, hádrons, no espaço livre e em um meio nuclear. Em particular, o foco está nos hádrons pesados com pelo menos um quark pesado, charm ou bottom. (Nós "tratamos" o quark estranhos como um "quark pesado" a ser explicado.)Os hádrons leves compostos de quarks leves q = u, d, por exemplo, próton e nêutron, obtêm mais de 90% das massas dinamicamente (forças fortes devido aos glúons). As massas de prótons e nêutrons no espaço livre são geradas dinamicamente por uma teoria de gauge local, a cromodinâmica quântica (QCD), que faz parte do Modelo Padrão (SM). Por outro lado, as massas atuais dos quarks são geradas pelo mecanismo de Higgs, portanto, o mecanismo de Higgs produz apenas cerca de 5% de suas massas.A descoberta do bóson de Higgs pelo grande colisor de hádrons (LHC) no CERN estabeleceu totalmente o Modelo Padrão (SM). No SM, o mecanismo de quebra espontânea de simetria desempenha um papel crucial. O vácuo quebrado espontaneamente obtém um valor de expectativa de vácuo diferente de zero (campo duplo de Higgs), e isso dá omassas nuas de todas as partículas massivas no SM, ou seja, os quarks (massas de quark atuais), léptons e os bósons de calibre maciços. O Modelo Padrão descreve três das quatro forças fundamentais da natureza, as interações forte, eletromagnética e fraca.No entanto, a massa do Universo visível, principalmente contribuída por prótons, nêutrons e núcleos atômicos, são o resultado da força forte atuando entre os quarks leves e os glúons (quebra de simetria dinâmica), que é descrita pela QCD. A quebra de simetria dinâmica ditada pela QCD (trace anomaly), dá mais de 90% das massas de prótons e nêutrons.Embora a QCD seja a teoria da interação forte que descreve a dinâmica de quarks e glúons dentro de hádrons no espaço livre, os hádrons mostram propriedades muito mais ricas e inesperadas no meio nuclear, que emergem da QCD, mas não podem ser facilmente entendidas em termos dela. Em particular, isso se torna muito evidente, quando hádrons leves são imersos em meio nuclear.Como mencionado acima, a matéria comum em nosso universo obtém a maior parte de sua massa física no espaço livre por meio de quebra de simetria quiral espontânea e confinamento (quebra de simetria dinâmica em QCD). Além disso, a QCD determina que a simetria quiral quebrada dinamicamente seria parcialmente restaurada (restauração parcial da simetria quiral) em um meio nuclear denso e/ou quente.Como consequência, espera-se que as massas e as propriedades dos hádrons leves sejam modificadas no meio nuclear. Isso é apoiado por vários fatos e evidências experimentais, como o efeito EMC, a mudança dos fatores de forma eletromagnéticos do próton ligado e a formação de plasma quark-gluon.Por outro lado, as massas de quarks pesados são geradas principalmente pelo mecanismo de Higgs como também mencionado. Assim, o mecanismo de Higgs é responsável pelas massas dos hádrons de quarks pesados. Embora o impacto da restauração parcial da simetria quiral dinâmica no meio possa ter menos impacto direto em quarks pesados e hádrons, estudos explícitos sobre o efeito da restauração parcial da simetria quiral devem ser feitos.Além disso, mesmo para os quarkonias cc e bb, bem como para mésons de quarks pesados de diferentes sabores, como Bc(bc,bc), suas massas no meio nuclear devem ser modificadas, pelas excitações intermediárias dos mésons Qq e Qq em a auto-energia em meio nuclear.O foco do projeto está nas propriedades de hádrons de quarks pesados em meio nuclear, ou seja, mésons de quarks pesados-pesados e bárions compostos de quarks pesados com pelo menos um quark leve. (AU)