Sondando Interações Forte e Hádrons Exóticos no LHC

• Processo: 22/05505-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2022
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Nuclear
• Pesquisador responsável: Sandra dos Santos Padula
• Beneficiário: Isabela Maietto Silvério
• Instituição Sede: Núcleo de Computação Científica (NCC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/25225-9 - Centro de Pesquisa e Análise de São Paulo, AP.ESP
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/16373-5 - Estudo da coletividade em sistemas pequenos de colisão utilizando jatos no detector CMS, BE.EP.DR
• Assunto(s): Interações fortes
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Correlações de partículas em colisões a altas energias | Femtoscopia | Interação forte | Física das colisões a energias do LHC

Resumo

Os hádrons costumavam ser definidos como estados quark-antiquark ou de três quarks de valência até a descoberta de hádrons contendo estados excitados de quarks pesados: os hádrons exóticos conhecidos como X, Y, Z. Essas observações levantaram A questões sobre a constituição hadrônica, embora ainda esteja faltando uma compreensão clara desses estados, ou seja, se são decorrentes de efeitos de limiar, estados moleculares ou estados exóticos de multiquarks. A resposta a essas questões é de fundamental importância para ajudar a entender os mecanismos de confinamento e de geração de massa na cromodinâmica quântica, a teoria quântica de campos que descreve interações fortes. As descobertas mais recentes sobre os estados de pentaquark P^{+}_{c} (4380) e P^{+}_{c} (4450) pela colaboração LHCb no LHC, através do processo de decaimento fraco $\Lambda^{0}_{c} a J/\psi p K^{-}, têm como conteúdo os quarks de valência P^{+}_{c}=\bar{c}cuud$, e situam-se perto de limiares de charmonium-baryon. São também exemplos de estados exóticos, cuja estrutura é desconhecida. Este canal de decaimento sugere que uma ideia sobre a natureza desses estados poderia ser obtida por investigações experimentais da interação de charmonium com prótons, por exemplo. Nos últimos anos, o método de femtoscopia, tradicionalmente empregado para sondar dimensões de fontes emissoras produzidas em colisões a altas energias, tem sido empregado para extrair informações sobre a interação forte sentida pelos hádrons após sua emissão. O presente projeto de tese propõe utilizar femtoscopia para obter informações sobre a estrutura dos hádrons exóticos produzidos em tais colisões usando dados coletados pelo experimento CMS do LHC, CERN. De particular interesse são os sistemas formados por um par quark-antiquark pesado e dois ou três quarks leves, como os pentaquarks P^{+}_{c}(4380) e P^{+}_{c}(4450) mencionados acima.