A espectroscopia hadrônica e o modelo de quarks via SU(3)

Abstract

RESUMO: Neste trabalho, estudamos a espectroscopia que descreve a identificação de hádrons, que é feita por meio de números quânticos específicos como isospin, carga elétrica, hipercarga, número bariônico, carga de cor e de sabor. O objetivo principal é discutir a espectroscopia hadrônica via SU(3) usando os diagramas de peso. No início do trabalho são discutidos conceitos básicos da mecânica quântica e a notação de Dirac, que será utilizada para descrever os números quânticos. É feita uma introdução ao grupo SU(3) para obter a base de geradores de Gell-Mann e posteriormente são construídas as representações irredutíveis deste grupo por meio dos diagramas de peso. De posse das representações, efetuamos o produto tensorial entre as representações irredutíveis também por meio de diagramas de peso. Desenvolvemos o modelo de quarks, enquadrando os quarks de sabores Up, Down e Strange nos diagramas de peso e mostramos as representações produto tensoriais que este modelo utiliza para obter os mésons e bárions compostos dos quarks citados. Por fim, obtemos a composição dos hádrons a partir do modelo de quarks.

ABSTRACT: In this work, we study the spectroscopy that describes the identification of hadrons, which is made using specific quantum numbers, such as: isospin, electric charge, hypercharge, baryonic number, color and flavor number. The main objective is to discuss hadronic spectroscopy via SU(3) group, using weight diagrams. At the beginning of the work, we discuss basic concepts of quantum mechanics and Dirac notation, which will be used to describe quantum numbers, such as orbital and spin angular momentum. An introduction to the SU(3) group is made to obtain the Gell-Mann generator base and from this, the irreducible representations of this group are constructed using the weight diagrams. With this representations, we make the tensor product between the irreducible representations also by means of weight diagrams. We developed the quarks model by the Up, Down and Strange flavor quarks in the weight diagrams, and show the tensor product representations that this model uses, to obtain the composite mesons and baryons of the mentioned quarks. Finally, we obtain the composition of the hadrons from the quarks model.