Espalhamento Elástico de Hádrons em Altas Energias: Estudos sobre os Problemas Direto e Inverso

Resumo

Dados experimentais de colisões próton-próton (pp), obtidos em 2012 e 2013 no acelerador Large Hadron Collider (LHC), propiciaram importantes verificações e desenvolvimentos do Modelo Padrão, em particular no que diz respeito a seu setor forte (hadrônico). Entretanto, apesar das novas informações experimentais e dos sucessos da Cromodinâmica Quântica (QCD) como teoria quântica de campos das interações fortes, o espalhamento elástico de hádrons em altas energias continua a constituir um dos grandes desafios para a QCD. De fato, tratando-se de um estado de espalhamento suave (pequeno momento transferido / grande distância), não é formalmente acessível às abordagens perturbativas e até o momento não foi desenvolvido nenhum formalismo não perturbativo a partir, exclusivamente, dos primeiros princípios da QCD, isto é, de modo independente de modelo e/ou de hipóteses ad hoc. No contexto fenomenológico, além de modelos representativos basearem-se em diferentes abordagens físicas e dependerem de grande número de parâmetros livres, as previsões para a região de energia do LHC não mostraram acordo significativo com os novos dados experimentais das colisões elásticas pp. Espera-se que dados experimentais ainda em fase de análise e a serem obtidos em 2015, possam trazer novos subsídios para o desenvolvimento necessário da QCD no setor das interações fortes suaves.Nesse contexto experimental-teórico-fenomenológico, a estratégia deste projeto é um estudo simultâneo dos problemas inverso e direto do espalhamento elástico pp, a partir dos novos dados experimentais (2012 a 2015), bem como de resultados empíricos e teóricos recentemente obtidos. Especificamente, objetivam-se: (1) obtenção de propriedades/leis empíricas das grandezas físicas que caracterizam o espalhamento elástico, em função tanto da energia como do momento transferido na colisão; (2) determinação das características correspondentes (parametrizações analíticas) nas representações de parâmetro de impacto e eiconal, em especial no espaço de momento transferido (problema inverso); (3) utilização dessas informações para obtenção de conexões com resultados de abordagens não perturbativas da QCD (métodos funcionais, soluções das Equações de Schwinger-Dyson e Cálculo na Rede); (4) com base numa realimentação dos ítens (1) a (3), desenvolvimento de um formalismo não perturbativo (QCD), de base empírica (e não ad hoc), eficiente na descrição dos dados experimentais de espalhamento elástico pp (problema direto), com possíveis extensões aos processos difrativos simples e duplo (canal inelástico) e outras reações (mésons-próton).