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Type: DISSERTAÇÃO
Degree Level: Mestrado
Title: Uma análise fenomenológica do espalhamento elástico próton-próton na região de energia do LHC
Title Alternative: A phenomenological analysis on the proton-proton elastic scattering at the LHC energy region
Author: Silva, Paulo Victor Recchia Gomes da, 1989-
Advisor: Menon, Marcio José, 1952-
Abstract: Resumo: Ao longo dos últimos anos a Cromodinâmica Quântica (QCD) tem se estabelecido como a teoria quântica de campos das interações fortes. Entretanto, os estados de espalhamento elástico de hádrons em altas energias não possuem uma descrição formal a partir dos primeiros princípios da teoria. Como consequência, esses processos são ainda estudados num contexto eminentemente fenomenológico, constituindo um problema em aberto para a QCD. Os novos dados experimentais de espalhamentos elástico e detrativo próton-próton, obtidos recentemente pela Colaboração TOTEM no LHC/CERN a 7 e 8 TeV, têm permitido importantes testes de previsões de modelos fenomenológicos e originado também novos desafios para a QCD. Em especial, o crescimento com a energia da seção de choque total, stot(s) (grandeza correlacionada ao espalhamento elástico através do teorema óptico), não possui uma descrição baseada exclusivamente na QCD e previsões de modelos fenomenológicos representativos para a seção de choque diferencial, nas regiões de médio e grande momento transferido na colisão, apresentam desacordo com os dados experimentais recentemente obtidos a 7 TeV. Esses dois aspectos, associados ás seções de choque total e diferencial, constituem o tema central desta dissertação e são abordados através de dois estudos independentes. No primeiro estudo, apresentamos uma análise sobre o crescimento da stot(s) próton-próton (pp) e antipróton-próton (pp), através de ajustes de diferentes parametrizações analíticas aos dados experimentais acima de 5 GeV (incluindo os dados mais recentes obtidos a 7 e 8 TeV). Os resultados indicam soluções consistentes com um crescimento dessa grandeza mais rápido que a dependência com o quadrado do logaritmo da energia, estabelecida pelo limite de Froissart-Martin. Esse comportamento não implica, necessariamente, em violação da unitaridade, segundo estudo formal recente de Ya. Azimov, referido no texto. Extensões das parametrizações para ajustes de dados experimentais da seção de choque elástica integrada (sel) indicam valores assintóticos para a razão sel=stot inferiores ao limite 1/2 do disco negro. No segundo estudo, apresentamos uma análise empírica sobre a aplicabilidade da distribuição de Tsallis na descrição de dados experimentais de seção de choque diferencial pp, na região de médio e grande momento transferido e intervalo de energia de 19.4 GeV a 7 TeV. Os resultados apresentam consistência com todos os dados experimentais analisados. Para o conjunto a 7 TeV, extrapolação do resultado para a região de grande momento transferido prevê um decréscimo monotonico (sem oscilação) da seção de choque diferencial, o que também indica desacordo com o cenário de disco negro como limite assintótico (oscilações)

Abstract: The Quantum Chromodynamics (QCD) has been recognized as the quantum field theory of the strong interactions. However, QCD is not yet able to provide a formal description of the high-energy elastic hadron scattering from its _rst principles. As a consequence, the theoretical investigation of these processes still has a strictly phenomenological character, constituting, therefore, an open problem for QCD. New experimental data on proton-proton elastic and di_ractive scattering, recently obtained by the TOTEM Collaboration at 7 and 8 TeV (LHC/CERN), have allowed important tests on different phenomenological predictions and have also provided new challenges for the QCD. Of interest here, we mention that the rise of the total cross section with the energy, stot(s), a quantity related to the elastic scattering through the optical theorem, can not be accessed by QCD without model assumptions; moreover, predictions from representative phenomenological models for the differential cross section at intermediate and large values of the momentum transfer present no agreement with the experimental data recently obtained at 7 TeV. These two aspects, related to the total and differential cross sections, constitute the central subject of this thesis and are treated here through two independent studies. In the first study, an analysis on the rise of stot(s) from proton-proton (pp) e antiproton-proton (pp) scattering is presented. We consider different analytic parametrizations and fits to the experimental data above 5 GeV (including the recent measurements at 7 and 8 TeV). The results indicate consistent solutions with a rise of stot(s) faster than the log-squared bound predicted by Froissart and Martin. This behavior, according to recent formal results by Ya. Azimov, does not necessarily mean violation of unitarity. Extensions of the parametrizations to _t the elastic (integrated) cross section data, sel, lead to asymptotic values for the ratio sel=stot below the limit 1/2 of the black-disc. In the second study, an empirical analysis on the applicability of the Tsallis distribution in the description of the pp di_erential cross section data at intermediate and large values of the momentum transfer and energy interval 19.4 GeV - 7 TeV is presented. The results show consistence with all the experimental data investigated. At 7 TeV, extrapolation of the _t result to large values of the momentum transfer indicates a monotonic decrease of the di_erential cross section (without oscillation), a result also in contrast with the black-disc as an asymptotic scenario
Subject: Interações hadrônicas
Física de altas energias
Espalhamento elástico
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: SILVA, Paulo Victor Recchia Gomes da. Uma análise fenomenológica do espalhamento elástico próton-próton na região de energia do LHC. 2013. 127 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/278317. Acesso em: 28 jun. 2019.
Date Issue: 2013
Appears in Collections:IFGW - Tese e Dissertação

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