Hadron physics and chiral symmetry under extreme conditions
- Autores: Andrea Vioque Rodríguez
- Directores de la Tesis: Ángel Gómez Nicola (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2024
- Idioma: inglés
- Títulos paralelos:
- Física hadrónica y simetría quiral en condiciones extremas.
- Tribunal Calificador de la Tesis: Antonio Dobado González (presid.), Juan Jose Sanz Cillero (secret.), Raquel Molina Peralta (voc.), Juan Miguel Torres Rincón (voc.), Angels Ramos Gómez (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Física por la Universidad Complutense de Madrid
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
- Resumen
En esta tesis, se estudian varios problemas relacionados con la Física de Hadrones en condiciones extremas de temperatura y potenciales químicos, especialmente relacionados con el diagrama de fases de QCD. Se investiga la interacción entre las simetrías quiral y U(1) axial, los compañeros quirales, el pico de la susceptibilidad escalar y la susceptibilidad topológica. El análisis se realiza mediante enfoques teóricos basados en teorías efectivas, que permiten describir la física por debajo de la transición quiral de manera efectiva. Se presta especial atención a la restauración de la simetría quiral, donde se destaca el papel dominante de los grados de libertad más ligeros.
Se demuestra que el estado térmico sigma desempeña un papel esencial en la descripción de la susceptibilidad escalar. Se utiliza el Modelo Sigma Lineal como prueba para establecer la conexión entre la susceptibilidad y el propagador de la sigma. Se verifica la validez de la aproximación en la que la susceptibilidad escalar está saturada por la inversa de la autoenergía de la sigma. Se logra una descripción fenomenológica más precisa al considerar la saturación de la susceptibilidad con el estado térmico f0(500) generado en la Teoría de Perturbaciones Quiral Unitarizada. Este enfoque describe bastante bien datos recientes obtenidos a partir de cálculos en el retículo. Además, se compara la descripción saturada con una basada en un Gas de Resonancias Hadrónicas.
Se analiza la susceptibilidad escalar correspondiente al canal de isospin 1/2 y se encuentra que presenta un máximo por encima de la transición quiral, después del cual degenera con la susceptibilidad pseudoescalar asociada al kaón. Este resultado sugiere una señal alternativa de la restauración de la simetría conjunta O(4) y U(1) axial. El pico de la susceptibilidad escalar de la kappa se describe saturando la susceptibilidad con la masa térmica del mesón K0*(700), calculada en la Teoría de Perturbaciones Quiral Unitarizada a temperatura finita. También se explora la dependencia de dicha susceptibilidad escalar respecto a las masas de los quarks ligeros y extraños.
Se lleva a cabo un análisis de la amplitud del proceso de dispersión pión-kaón a temperatura finita utilizando la Teoría de Perturbaciones Quiral Unitarizada. Se extiende el Método de Amplitud Inversa para procesos de dispersión con masas diferentes, permitiendo la unitarización de la amplitud y obteniendo la evolución térmica de los parámetros de las resonancias K0*(700) y K*(892). Se destaca la importancia de la K0*(700) para explicar el comportamiento de la susceptibilidad escalar asociada a esta resonancia.
Se exploran resultados recientes relacionados con la susceptibilidad topológica y el cumulante de cuarto orden de la densidad de energía del vacío. El estudio se realiza dentro de la Teoría de Perturbaciones Quiral en U(3) hasta NNLO combinando la expansión quiral y de gran-Nc. Se discute la dependencia térmica de estas magnitudes con el condensado de quarks y se consideran correcciones de ruptura de isospín.
Finalmente, se construye el lagrangiano efectivo de baja energía más general en ChPT a potencial químico distinto de cero. Se incluyen términos que violan localmente la paridad, parametrizados por potenciales químicos axiales. Se analizan las correcciones a varios observables, incluida la temperatura a la que se produce la restauración quiral. Se ajustan los datos del retículo, sugiriendo un aumento de la temperatura crítica con la ruptura de paridad. Este enfoque proporciona un marco robusto e independiente teóricamente para estudios posteriores de sistemas físicos con efectos de ruptura de paridad, como las colisiones de iones pesados. Se estudia también el potencial químico de isospín, explorando nuevos términos y correcciones lineales en el campo. Las correcciones son compatibles con los resultados del retículo, favoreciendo valores distintos de cero para las constantes de baja energía.
