Fenomenología en física de hadrones

Fenomenología en la física de hadrones.La física de los quarks y gluones es descrita por la teoría llamada cromodinámica cuántica (QCD). En bajas energías esta teoría es no perturbativa de forma que sus predicciones se podrían conocer resolviendo en redes discretas del espacio tiempo la dinámica. Si bien estas técnicas han sido muy estudiadas están hoy en día aun en una fase de desarrollo. Sin embargo desde la década del 60 los modelos de quarks basados únicamente en consideraciones de simetría han podido describir algunos de los experimentos, particularmente el espectro, de mesones (partículas compuestas por un quark y un anti quark) y bariones(partículas compuestas por tres quarks). En particular los modelos de quarks constituyentes predicen cualitativamente el espectro y los números cuánticos de los hadrones observados. En cambio, los mesones híbridos, compuestos también por gluones, son estados posibles en el marco de la QCD y no tienen lugar en los modelos mencionados. Los experimentos de alta estadística, como los realizados en grandes aceleradores como el del "Thomas Jefferson National Accelerator Facility" permiten investigar las contribuciones en distintos canales de contribuciones que están más allá de los modelos de quarks y que la QCD permite. En particular contribuciones de mesones llamados exóticos e híbridos pueden ser necesarios para describir la física observada. En QCD el gluón es también portador de la carga fuerte (color) y podría ser parte de los constituyentes de mesones y bariones. Estos objetos formados por un quark-anti-quark-gluón no han sido observados en experimentos en concluyente. Los mesones híbridos, con números cuánticos imposibles dentro del modelo de quarks constituyentes, reciben el nombre de mesones exóticos. Los mesones exóticos son entonces más fácilmente identificables experimentalmente por sus números cuánticos peculiares. En este proyecto se explorará la reacción fotón + protón -> protón + 3 piones que tiene una alta estadística en los experimentos del Jefferson Laboratory para identificar la posible existencia de mesones exóticos en la reacción, dando así una clara señal de cómo la QCD predice los estados físicos de la física hadrónica a bajas energías.