Estudios sobre el espectro de los nucleones excitados usando la expansión en 1/Nc de la cromodinámica cuántica - Willemyns, Cintia Teresita (2017)
En el presente trabajo se investigan los estados excitados de bariones no extraños en el marco de la expansión en la inversa del número de colores (Nc) de la Cromodinámica Cuántica (QCD). En particular, se busca obtener una mejor comprensión teóricade la fenomenología de los bariones excitados de manera independiente de modelos particulares y también conectar el análisis que se obtiene en términos de operadores efectivos en la expansión 1/Nc con una imagen dinámica que explique los valores de los coeficientes de la expansión. También se trabaja en la dirección de extender el análisis que usa la expansión en 1/Nc al caso en el que tenemos mezcla de configuraciones despin-sabor. Para alcanzar estos objetivos se estudia el espectro de masas de los bariones excitados de paridad negativa realizando la conexión (matching) entre una extensa clasede modelos de quarks no relativistas, con interacciones efectivas entre quarks tantodependientes como independientes del sabor, y la base de operadores de spin-saborque se utiliza habitualmente en la expansión 1/Nc. Los resultados obtenidos sonexpresiones analíticas para los coeficientes libres que acompañan a cada uno de losoperadores que aparecen a un cierto orden en potencias de 1/Nc. Estos coeficientes seexpresan en función de integrales radiales que dependen de la forma y la magnitudrelativa de las interacciones tensorial, spin-spin y spin-órbita del modelo y que se dejan sin especificar para mantener la generalidad de las expresiones. A partir deeste matching se obtienen relaciones nuevas entre las masas bariónicas y los ángulos demezcla. Estas relaciones son independientes de los parámetros y permiten discriminar entre distintas estructuras de spin-sabor de las interacciones quark-quark. Se analiza cómo esta parametrización general de las matrices de masa depende de los ángulos demezcla y qué restricciones se imponen al considerar las suposiciones recién mencionadassobre la interacción efectiva entre quarks. Los resultados hallados indican que, dentrode las incertezas experimentales, los valores para los ángulos de mezcla determinadospor un reciente ajuste global a las masas y a los decaimientos no excluyen ninguna delas dos posibilidades más extremas para la dependencia o independencia del saborde la interacción entre quarks originada por el intercambio de un mesón o gluónrespectivamente. Por otro lado, se realiza un análisis del espectro de masas de los bariones excitados de paridad positiva utilizando la base de operadores de spin-sabor de la expansión 1/Nc. Se analiza por primera vez el espectro incluyendo la mezcla de configuraciones. En ellímite de Nc grande los bariones excitados sin extrañeza se agrupan en representaciones irreducibles de la simetría contraída SU(4)c. Por medio del cálculo explícito del espectro de masas encontramos que esta estructura se conserva. El estudio de los autoestados demuestra que las mezclas son más sencillas de lo que se esperaría en un modelo de quarks y está de acuerdo con la simetría que se espera el límite del númerode colores grande.