Colisões hadrônicas e interações partônicas múltiplas

Abstract

O estudo da fenomenologia de colisões hadrônicas apresentou um crescimento espetacular em qualidadee quantidade nos últimos anos com o surgimento dos aceleradores de partículas modernos,notadamente com o LHC. Isso permitiu a observação de novos fenômenos físicos, entre os quais temosas interações multi-partônicas (MPI), onde destacamos o espalhamento duplo de pártons (DPS).Nesta dissertação, nós estudamos a contribuição do DPS com base no processo gg ! gg nos níveisde energia do LHC. O processo DPS, que pode ser descrito como sendo um processo perturbativopode ocorrer quando dois pares de pártons interagem entre si em uma mesma colisão próton - próton.Após fazermos uma breve introdução no Cap. 1, no Cap. 2 apresentamos os aspectos básicos da QCDperturbativa, das partículas fundamentais e das interações elementares da natureza. No Cap. 3, o espalhamentoprofundamente inelástico é revisto, bem como as interações de espalhamento simples depártons (SPS) e de DPS são abordadas. O Cap. 4 é dedicado à análise da seção de choque total, bemcomo de alguns modelos teóricos já existentes. No Cap. 5, os resultados reproduzidos e calculadossão apresentados e discutidos. Encontrou-se a razão entre as constantes dos termos dominantes dasseções de choque calculadas via SPS e DPS, diferindo por um fator bem definido. No Cap. 6 está aconclusão deste estudo e as perspectivas de trabalho são discutidas, incluindo a análise do significadodo fator encontrado e o desenvolvimento de resultados teóricos para a seção de choque total.<br>

Abstract: The study of the phenomenology of hadron collisions presented a spectacular growth in quality and quantity in the last years with the appearance of modern particle accelerators, specially, the LargeHadron Collider. This allowed the observation of new physical phenomena, among which we have the multi-parton interactions (MPI), where we highlight the double parton interactions (DPS). In this dissertation, we study the contribution of the DPS from the process gg-gg at the energy levels of LHC. The DPS process, that can be described as a perturbative process, can occur when two pairs of partons interact themselves in a same proton-proton collision. After we make a brief introduction in Ch. 1, in Ch. 2, we show the basics aspects of the perturbative Quantum Chromo Dynamics (QCD),the fundamental particles and the elementary interactions of the Nature. In the Ch. 3, the deeply inelastic scattering is revisited, as well single parton scattering (SPS) and DPS interactions. Ch. 4 is devoted to the total cross section analysis, as well some existing theoretical models. In the Ch. 5, there produced and calculated results are shown and discussed. The ratio between the constants of the dominant terms in SPS and DPS cross sections was found, it is a well defined factor. In Ch. 6 theconclusion of this work is presented and future work is discussed, including analysing the meaning of the factor found and developing theoretical results for the total cross section.