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Estructura hadrónica e interacciones fundamentales - EHIF

Referencia del grupo:

GIUV2013-161

 
Descripción de la actividad investigadora:
El estudio de las propiedades de los hadrones partiendo de su estructura descrita mediante quarks, antiquarks y gluones y sus interacciones fuerte, electromagnética y débil. La teoría que describe la estructura de los hadrones es Cromodinámica Cuántica (QCD), una teoría cuya solución exacta no ha sido posible aún desde su formulación en 1973. En la actualidad hay dos líneas de investigación fundamentales en el estudio de la estructura de los hadrones, por un lado modelos o teorías efectivas que incorporan mecanismos que describen aproximadamente las propiedades y las simetrías de de QCD. Otra línea de actuación es la solución numérica de la teoría mediante complejos cálculos por ordenador que recibe el nombre de QCD en el retículo, pues el espacio tiempo se discretiza en un retículo, y sobre él se intenta encontrar una solución de la teoría. Nuestro trabajo sigue la primera línea, es decir la modelización de QCD. Dentro de este esquema de estudio de los hadrones y sus propiedades se investigan varias regímenes:i) Distancias cortas: mediante el estudio de procesos profundamente inelásticos. En los últimos años este estudio se ha centrado en la descripción de funciones de partones...El estudio de las propiedades de los hadrones partiendo de su estructura descrita mediante quarks, antiquarks y gluones y sus interacciones fuerte, electromagnética y débil. La teoría que describe la estructura de los hadrones es Cromodinámica Cuántica (QCD), una teoría cuya solución exacta no ha sido posible aún desde su formulación en 1973. En la actualidad hay dos líneas de investigación fundamentales en el estudio de la estructura de los hadrones, por un lado modelos o teorías efectivas que incorporan mecanismos que describen aproximadamente las propiedades y las simetrías de de QCD. Otra línea de actuación es la solución numérica de la teoría mediante complejos cálculos por ordenador que recibe el nombre de QCD en el retículo, pues el espacio tiempo se discretiza en un retículo, y sobre él se intenta encontrar una solución de la teoría. Nuestro trabajo sigue la primera línea, es decir la modelización de QCD. Dentro de este esquema de estudio de los hadrones y sus propiedades se investigan varias regímenes:i) Distancias cortas: mediante el estudio de procesos profundamente inelásticos. En los últimos años este estudio se ha centrado en la descripción de funciones de partones generalizadas (GPD) y las distribuciones de momento transverso (TMD). Estas cantidades, que permiten el acceso a la estructura del protón y de los piones, están siendo medidas experimentalmente y conducen a observables cuyo análisis teórico nos ayuda comprender las propiedades no perturbativas de QCD ii) Distancias intermedias: el interés prioritario en este caso es la comprensión del espectro hadrónico. El número de hadrones como puede apreciarse en el compendio del Particle Data Group es enorme. Pero todos ellos parecen estar formados por cinco quarks (antiquarks) de valencia: u,d,s,c,b, ya que el quark (antiquark) t es tan pesado que no tiene tiempo a ligarse. Nuestro trabajo consiste en analizar el espectro para comprender la interacción entre los quarks que da lugar a los hadrones. De esa interacción fenomenológica intentamos aprender propiedades de QCD. En los últimos años la posible existencia de estados llamados exóticos, multiquarks y glueballs, han requerido nuestra especial atención. Los gluones también forman parte de la descripción de QCD y los gluones tienen autoacoplamientos, por lo tanto podrían dar lugar a estados de sólo gluones de valencia denominados glueballs y en los últimos años nos hemos dedicado intensivamente a ellos. Nuestro estudio consiste en analizar la estructura y las posibles desintegraciones de los hadrones para, comparando con los datos experimentales de laboratorios repartidos por todo el mundo, Belle BaBar, Bes, extraer consecuencias sobre la interacción fundamental. También nos dedicamos a predecir futuros procesos que se deberán observar en el futuro acelerador FAIR y su detector PANDA. El contraste de datos teóricos con los experimentales permite, a través de las propiedades del espectro: masas y anchiras de desintegración,entender la interacción de los quarks y los gluones entre sí y sus canales de desintegración fuertes, electromagnéticos o débiles. iii) Distancias grandes: interacción hadrón-hadrón. La física nuclear está gobernada por la interacción entre hadrones. Por una propiedad denominada confinamiento los quarks y los gluones no pueden aparecer libres, deben estar siempre ligados formando hadrones. Sin embargo ellos deben ser la causa de la interacción que se observa entre hadrones,en particular entre el protón y el neutrón para formar núcleos atómicos. Nuestro trabajo consiste en explicar la interacción entre hadrones a partir de la interacción entre quarks. iv)Materia hadrónica a altas temperaturas y densidades: las interacciones entre iones pesados permiten estudiar la materia hadrónica fuera de las condiciones normales, que hoy se pueden conseguir en aceleradores como RHIC y LHC.Se espera que propiedades hadrónicas diferentes a las normales nos indiquen las posibles transiciones de fase de QCD
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Página Web:

No indicada

 
Objetivos cientificotécnicos:
  • Estudio de la interacción hadrón-hadrón
  • Estudio de las propiedades de los hadrones en la región profundamente inelástica.
  • Análisis del espectro hadrónico y sus implicaciones en la interacción entre quarks y gluones.
  • Estudio de la interacción hadrón-hadrón Estudio de la materia hadrónica a altas temperaturas y densidades.
 
Líneas de investigación:
  • Propiedades de bariones y glueballs a altas energías, temperaturas y densidades.. Análisis e interpretación de la estructura y propiedades de los bariones y glueballs desde la perspectiva de modelos de constituyentes cuyo soporte es la teoría de las interacciones fuertes a altas energías, temperaturas y densidades.
  • Propiedades de hadrones mediante modelos consituyentes. Estudio de las propiedades de bariones y mesones mediante modelos de quarks e interacciones fenomenológicas.
  • Estructura hadrónica e interacción hadrón-hadrón . Estudio del espectro de los hadrones y de la interacción hadrón-hadrón utilizando modelos de potencial para la interacción entre los quarks. Relación de los resultados fenomenológicos con la Cromodinámica Cuántica.
  • Estructura hadrónica y estados multiquark. Estudio de la interacción quark-quark a través del análisis del espectro de hadrones y su aplicación a la búsqueda de estados exóticos multiquark.
 
Componentes del grupo:
Nombre Carácter de la participación Entidad Descripción
Vicente Vento TorresDirector-a UVEG-CSIC-Valencia Professor-a Emèrit-a
Equip d'investigació
Pedro González MarhuendaMembre UVEG-CSIC-Valencia Catedràtic-a d'Universitat
Santiago Noguera PucholMembre UVEG-CSIC-Valencia Catedràtic-a d'Universitat
Javier Vijande AsenjoCol·laborador-a UVEG-CSIC-Valencia Catedràtic-a d'Universitat