Producción de hadrones y jets en colisiones de hadrones polarizados

• Autores: Wagner, Federico
• Año de publicación: 2010
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Florian, Daniel Enrique de
• Materia: QCD; RESUMACION; SPIN; COLISIONADORES HADRONICOS; POLARIZACION; QCD; RESUMMATION; SPIN; HADRONIC COLLIDERS; POLARIZATION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En el presente trabajo se aborda el estudio de la sección eficaz de producción de hadrones y jets en colisionadores hadrónicos. Los cálculos disponibles para estos observables corresponden a cómputos a orden fijo en teoría de perturbaciones y resultan ser, en muchos casos, poco satisfactorios. Con el objeto de obtener predicciones más precisas, se aplican las técnicas de resumación umbral a fin de incluir el aporte de la radiación de gluones soft o colineales al cálculo de orden fijo. En esta tesis consideraremos a los hadrones colisionantes con todos los posibles estados de polarización: no polarizados, polarizados longitudinalmente y, por último, polarizados transversalmente. El incluir el estado de polarización nos permitirá estudiar la estructura de spin de dichos hadrones. Existe actualmente una gran actividad experimental en busca de develar la estructura de spin que presentan los nucleones. En particular, la determinación de la distribución dependiente de spin de los gluones, ∆g, dentro del nucleón es uno de los desafíos mas importantes en el área. El colisionador relativista de iones pesados (RHIC), el primer colisionador de protones polarizados, presenta grandes posibilidades de determinar ∆g(x, Q^2 ) sobre un amplio rango de fracciones de momento x y escala Q. Las asimetrías de spin en colisiones pp a altas energía son particularmente sensibles a ∆g, y por lo tanto al contenido gluónico del spin del protón. Los procesos más relevantes para ese propósito son la producción de un hadrón con alto momento transverso pp → hX y la producción de jet pp → jetX. En esta tesis obtenemos las predicciones más precisas posibles para ambos procesos. Presentamos, además, resultados fenomenológicos teniendo en cuenta tanto las facilidades experimentales actuales (RHIC) como las que se espera contar en un futuro cercano (GSI-FAIR y J-PARC).
In this thesis we study the jet and hadron production cross sections in hadronic colliders. These observables are usually computed to fixed order in perturbation theory, approximation that turns out to be not very accurate in some kinematical regimes. In order to obtain more precise predictions, we apply the soft-gluon-treshold- resummation techniques. We consider the colliding hadrons with different states of polarization: unpolarized, longitudinally polarized and transverselly polarized. Through polarization we are able to study the spin structure of these hadrons. There is currently much experimental activity aiming at further unraveling the nucleon’s spin structure. One emphasis is on the determination of the spin-dependent gluon distribution, ∆g, of the nucleon, which ultimately would give the gluon spin contribution to the nucleon spin. Particularly good prospects for determining ∆g(x, Q^2 ) over a wide range of momentum fractions x and scales Q are offered at the Relativistic Heavy-Ion Collider (RHIC), which is the first polarized proton-proton collider. Spin asymmetries in high-energy pp scattering can be particularly sensitive to ∆g. The single-inclusive production of large transverse- momentum (pT ) hadrons, pp → hX and the single-inclusive jet production pp → jetX are good examples of that. We study in this thesis these processes and compute their spin asimetries with the most accurate prediction at present. We present our phenomenological results relevant for planned experiments at the GSI-FAIR, RHIC-PHENIX and J-PARC facilities.
Fil: Wagner, Federico. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.