Evidência de estruturas fractais em hádrons

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Baptista, Rafael Pereira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: cromodinâmica quântica; espectro de momento transversal; estatística de Tsallis; hadrons; hádrons; quantum chromodynamics; termofractais; thermofractals; transverse momentum spectra; Tsallis statistics
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-07102025-130645/

O estudo da estrutura dos hádrons toma um papel central para o entendimento da natureza na atual era dos colisores de partículas. No entanto, o caráter não perturbativo destas estruturas no contexto da Cromodinâmica Quântica (QCD) impõe desafios para o seu entendimento e para a descrição dos fenômenos observados experimentalmente. Os dados produzidos em colisores, em energias na ordem de $TeV$, revelam que as distribuições de momento das partículas detectadas possuem um comportamento $q$-exponencial, sugerindo que os sistemas complexos formados nas interações dos campos da QCD são apropriadamente descritos pela estatística não extensiva de Tsallis, ou $q$-estatística. Este trabalho investiga a presença de estruturas fractais na matéria hadrônica analisando sistematicamente a produção de mésons em colisões próton-próton, em energias na faixa de $23$ a $63~GeV$, sob uma abordagem Termofractal, onde é fornecido um embasamento teórico para a utilização das distribuições $q$-exponenciais na descrição dos espectros de momento transversal dos mésons gerados. A análise sugere que certos parâmetros associados a características fractais apresentam comportamento universal, possivelmente persistindo na transição entre o regime confinado e a formação do Plasma de Quarks e Glúons (QGP). O modelo desenvolvido estabelece ainda uma relação entre as distribuições $q$-exponenciais com as funções de distribuição de partons (PDFs), que descrevem a estrutura hadrônica e são utilizadas em cálculos de amplitudes. Além disso, é realizado um estudo preliminar ligando a abordagem Termofractal para campos de QCD e o $z$-scaling. O $z$-scaling é uma abordagem fenomenológica para a descrição da produção de partículas inclusivas em colisões de alta energia, onde uma curva universal $\\Psi(z)$ é obtida expressando a seção de choque em relação à uma variável livre de escala $z$, construída a partir de princípios de fractalidade nas interações hadrônicas. É mostrado que a curva $\\Psi(z)$ é bem descrita por distribuições $q$-exponenciais e isto impõe restrições à forma da variável $z$. Os resultados deste trabalho abrem novas perspectivas para o estudo da matéria hadrônica e suas interações, com potencial aplicação em futuros experimentos de colisões em alta energia.