Restauração de simetrias quirais em meios quentes e densos e suas manifestações em propriedades mesónicas

Abstract

O objectivo principal deste trabalho foi o de estudar a restauração de simetrias quirais, bem como o comportamento dos mesões pseudoescalares e escalares, em meios quentes e densos. Para isso, usámos a versão SU(3) do modelo de Nambu-Jona-Lasinio [NJL] e recorremos a técnicas de bosonização do formalismo da funcional geradora. Para compreender a natureza da transição de fase neste modelo, efectuámos a análise geral da termodinâmica do sistema, bem como o estudo detalhado das massas constituintes dos quarks em função do potencial químico. Isto permitiu-nos determinar a ordem da transição de fase assim como localizar o ponto crítico, para a temperatura ou a densidade, e no plano T-r. Com vista a obter informação complementar sobre a restauração de simetrias, analisámos o comportamento dos mesões em função da temperatura e da densidade, e ainda no plano T-r. Também discutimos o problema de definir um critério para identificar o ponto crítico da transição de fase, sendo adoptado o critério da convergência dos parceiros quirais para a restauração efectiva da simetria quiral. Para o estudo da possível restauração efectiva da simetria UA(1) com a temperatura e a densidade, recorremos aos resultados obtidos para a susceptibilidade topológica nos cálculos computacionais na rede. Estes resultados permitiram-nos estudar o comportamento das massas e do ângulos de mistura dos mesões pseudoescalares e escalares, procurando sinais da restauração das simetrias quiral e axial com a temperatura e a densidade. Também procurámos compreender a influência da restauração de simetrias no comportamento dos decaimentos anómalos p0 ggg e h ggg no meio quente e denso. Para um estudo mais realista, introduzímos o modelo relativista de quarks constituintes. Com este modelo não local calculámos o espectro de massa dos mesões pseudoescalares e o factor de forma para a transição g* g p0g cujos resultados podémos comparar com os valores experimentais e com os resultados que se obtêm a partir do modelo de NJL.