Searching for P- and CP- odd effects in heavy ion collisions

• Autores: Xumeu Planells Noguera
• Directores de la Tesis: Doménec Espriu Climent (dir. tes.), Alexander Andrianov (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2014
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: David D'Enterria Adan (presid.), David Julian Mateos Sole (secret.), Kenjiro Fukushima (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Nucleónica
      • Aceleradores de partículas
    • Física teórica
      • Partículas elementales
      • Hadrones
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  Dipòsit Digital de la UB 
• Resumen

  • En esta tesis estudiamos la posibilidad de que QCD rompa paridad a altas temperaturas y densidades, un escenario que se puede examinar en colisiones de iones pesados. Presentamos dos diferentes aproximaciones a este problema. Por una parte, estudios analíticos con modelos efectivos sugieren que QCD puede romper paridad en sitemas densos debido a la condensación de mesones pseudoescalares en el canal isotriplete. Por otra parte, pueden aparecer burbujas con P y CP impar en un volumen finito debido a grandes fluctuaciones topológicas locales en un medio caliente. La presencia de un gran campo magnético o momento angular puede llevar al llamado Efecto Magnético Quiral. Supondremos que las fluctuaciones topológicas son la fuente de violación de paridad en colisiones de iones pesados. Este efecto puede ser tratado en una descripción cercana al equilibrio mediante un potencial químico axial. Consideramos el modelo de Nambu-Jona-Lasinio con "dos sabores" en presencia de un potencial químico vectorial y uno axial y estudiamos la estructura de fases del modelo a temperatura cero. El modelo de Nambu-Jona-Lasinio se usa normalmente como una réplica de juguete de QCD y por tanto es interesante explorar las consecuencias de añadir los potenciales químicos a este modelo, principalmente motivado por afirmaciones de que estas magnitudes podrían abrir una fase donde la paridad podría romperse en QCD. También nos motivan algunos análisis en el retículo que intentan entender la naturaleza de la llamada fase de Aoki usando este modelo simplificado. Se discuten analogías y diferencias con el comportamiento esperado en QCD además de las limitaciones de modelo. Consideramos también la realización de QCD a bajas energías en términos de mesones en presencia de un potencial químiquo axial; una situación que puede ser relevante en colisiones de iones pesados. Demostramos que la presencia de una carga axial tiene profundas consecuencias en la física de mesones escalares y pseudoescalares. El efecto más notable es la aparición de una fuente explícita de ruptura de paridad. Los autoestados de la interacción fuerte no tienen una paridad bien definida y en consecuencia, algunas interacciones que de otra manera habrían estado prohibidas, compiten con las más familiares. Nos centramos en escalares y pseudoescalares que se describen mediante un modelo sigma lineal generalizado. Comentamos brevemente el apantallamiento que producen los vectores axiales en la formación de la carga axial efectiva y en la posible relevancia experimental de nuestros resultados, cuyas consecuencias pueden haber sido ya vistas en RHIC. Finalmente, investigamos cómo la ruptura de paridad local puede afectar la física de mesones vectoriales. Se deriva una relación de dispersión modificada par los mesones más ligeros rho y omega. Éstos se caracterizan por una separación de masa dependiendo de su polarización. Este efecto predice una sobreproducción natural de parejas de leptones en las inmediaciones del pico de rosonacia rho-omega así como una asimetría en la polarización alrededor de este pico. El exceso de dileptones parece ser relevante para explicar la producción anómal de dielectrones citada por PHENIX/STAR. Presentamos un análisis detallado de la distribución angular asociada a las parejas de leptones creadas de estos mesones en busca de dependencias en la polarización. Se encuentran dos variables angulares que transportan la información principal relacionada con el efecto de ruptura de paridad. Se discuten posibles señales para la detección experimental de la ruptura de paridad.